WO2011157348A1 - Zustandsüberwachungsverfahren und -system für windenergieanlagen - Google Patents

Zustandsüberwachungsverfahren und -system für windenergieanlagen Download PDF

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WO2011157348A1
WO2011157348A1 PCT/EP2011/002564 EP2011002564W WO2011157348A1 WO 2011157348 A1 WO2011157348 A1 WO 2011157348A1 EP 2011002564 W EP2011002564 W EP 2011002564W WO 2011157348 A1 WO2011157348 A1 WO 2011157348A1
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state data
monitoring system
condition monitoring
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Peter Volkmer
Daniel Volkmer
Frank Müller
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Robert Bosch Gmbh
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a condition monitoring method and a condition monitoring system for wind turbines.
  • Condition monitoring systems so-called Condition Monitoring Systems - CMS, for wind turbines are known in the art. They serve to continuously monitor the states of different components of a wind energy plant, usually rotor blade, drive train, generator, tower, etc., in order to be able to react immediately in the event of a fault or damage and to avoid serious consequences.
  • a CMS typically includes a monitoring device on the component (i.e., typically a computing unit and a number of sensors) that transmits state data and / or evaluated data to an associated database device.
  • a client / server application for example a web server with a browser accessing it, is usually used to visualize the data, the web server in turn accessing the database device and displaying and possibly evaluating the data.
  • condition monitoring method and a condition monitoring system for wind turbines are proposed with the features of the independent patent claims.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
  • the invention is essentially based on the measure of downstream conventional CMS - in particular existing - a central condition monitoring system.
  • This central condition monitoring system includes a central database for receiving status data from monitored components. Since the data supplied by the conventional CMSs, which are also referred to below as component CMSs, are in a manufacturer-dependent form, the condition monitoring system also includes a correspondingly configured data normalization device in order to convert the status data into a uniform format and store it in the database.
  • the data normalization device operates on the basis of a given data standard, to which, in particular, the standard IEC-61400-25 is offered. This standard deals with a common communication base for the control and monitoring of wind turbines.
  • the component CMSs no longer communicate with their own visualization devices (eg web server) as in the prior art, but (at least also) with the data normalization device which receives the data or reads it out from the database of the component CMS, standardizes it and the central database stores.
  • the condition monitoring system comprises processing means for evaluating and displaying the status data.
  • the invention considerably simplifies condition monitoring of wind turbines. It can be a uniform postprocessing and visualization for the status data of all connected component CMSs. The clarity is increased, the operating and monitoring effort is reduced. The training required for the personnel is also reduced since the monitoring of new components or the monitoring of components with unknown component CMS can also take place within the scope of the state monitoring system according to the invention. For this, if necessary, only the data normalization device has to be adapted and expanded.
  • state data which originate from different component CMSs can be compared and / or correlated or correlated with one another.
  • an over-cross analysis of state data relating to the same component but originating from different component CMSs may be performed to verify or increase the validity of results, for example.
  • vibrations originating from the rotor blade can also be measured in the drive train and vice versa.
  • the systems in the prior art operate autonomously, so that the data is not available in particular in time synchronization. Therefore correlated evaluations are possible today.
  • the invention makes it possible to relate the data of different sources to one another in terms of time, which creates a variety of evaluation options. Preferably, based on the score, a representation of the particular condition and / or alarms are generated.
  • the invention provides a uniform visualization and evaluation of state data, which are presented to the management previously segmented in different forms of presentation of the component CMS of different manufacturers.
  • a uniform error message and logging can be achieved particularly easily.
  • the modules for error message and error logging can be based on a uniform system and do not need to be provided multiple times for each vendor.
  • An inventive condition monitoring system for wind turbines is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.). Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
  • FIG. 1 shows a schematic of a wind turbine and a preferred embodiment of a condition monitoring system according to the invention.
  • a wind turbine 100 is shown schematically.
  • the wind turbine 100 comprises individual components, such as a rotor with rotor blades 110, a drive train 120, a tower 130, etc., which are controlled by a control device 101 (PLC).
  • the components 110, 120, 130 are each assigned a component CMS 1 1 1, 121 or 131 for monitoring the status of the respective component.
  • the component CMS 1 1 1 for monitoring the condition of a rotor blade may, for example, be a system that detects and evaluates vibrations in the rotor blade.
  • the state data acquired and / or evaluated by the respective component CMS are transmitted by the component CMS 11 1, 121, 131 to a respectively assigned database system 21 1, 221 or 231.
  • the database systems are usually arranged at a distance from the wind energy plant, for example in a control room.
  • the transmission of the data usually takes place in a manufacturer-specific format in which the data are also stored in the respective database system:
  • the transmission is expediently carried out via a WAN (Wide Area Network), for example via DSL.
  • WAN Wide Area Network
  • a preferred embodiment of a state monitoring system 300 according to the invention is based thereon.
  • the condition monitoring system 300 comprises a data normalization device, which in the present example in each case has a server device 31 1, 312 or 313 for each of the associated component CMS 11 1 to 131 or its respective database system 21 1 to 231.
  • the data normalization server devices .311 to. 313 are respectively, in particular programmatically, configured to read out or to supply the state data stored in the database systems 21 1 to 231 in a manner specific to the manufacturer. received and normalized according to a predetermined data standard, ie to bring in a uniform form.
  • the underlying data standard is in particular the standard IEC 61400-25.
  • the connection between the data normalization server devices 31 1 to 313 and the database systems 21 1 to 231 is preferably also realized via WAN, which makes a simplified implementation possible.
  • the data normalization device 310 further comprises a common data normalization client device 314 that is configured to access each of the data normalization server devices 31 1 to 313 and to retrieve the state data normalized there from the data normalization server devices.
  • the data normalization client device 314 stores the normalized state data in a database device 320.
  • the data normalization server devices 311 to 313 and the data normalization client device 314 are executed, for example, according to the OPC UA standard. By providing separate server and client devices, the implementation effort can be minimized.
  • the access of the data normalization client device 314 to the data normalization server devices 31 1 to 313 preferably also takes place via WAN.
  • the database device 320 is followed by a processing device (VE) 330 which is set up to display the state data stored in the database device 320 and also to further process it as desired.
  • VE 330 is configured to trigger appropriate operational management and / or PLC 101 alarms. It is also possible to include user-related evaluations.
  • the VE 330 is arranged to correlate state data relating to the same component of the wind turbine 100 but originating from different component CMSs. For example, vibrations of a rotor blade also propagate into the powertrain, so that state data relating to a rotor blade 1 10 are both supplied by the component CMS 111 and included in the status data relating to the powertrain of the component CMS 121.
  • the VE 330 may include a web server that may be operated and monitored by an operator in a conventional manner and that may trigger alerts, for example, as mail and / or SMS.
  • the VE 330 may further be followed by devices 400.
  • the devices 400 may include, for example, a SCADA interface and / or SCADA device, a logging system, an interface for issuing fault and / or maintenance messages, an interface to a power company, and so on.
  • the connection to the devices 400 is usually also via a WAN.
  • a connection of the wind turbine 100 or its control 101 via WAN to a SCADA device is expediently available.
  • a condition monitoring system according to the invention can be connected to other wind energy plants 100 ", 100", etc.
  • a condition monitoring system according to the invention can also be used, in particular, advantageously for monitoring a multiplicity of wind energy installations, for example in a wind farm.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Windenergieanlage (100, 100', 100"), wobei Zustandsdaten betreffend eine Anzahl von unterschiedlichen Komponenten (110, 120, 130) der Windenergieanlage auf Grundlage einer vorgegebenen Datennorm normiert werden, die normierten Zustandsdaten in einer Datenbankeinrichtung (320) abgespeichert werden und die in der Datenbankeinrichtung (320) gespeicherten Zustandsdaten mittels einer Verarbeitungseinrichtung (330) bewertet werden, wobei auf Grundlage der Bewertung der Zustand der Komponenten (110, 120, 130) der Windenergieanlage (100, 100', 100") bestimmt wird.

Description

Zustandsüberwachungsverfahren und -System für Windenergieanlagen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zustandsüberwachungsverfahren und ein Zustands- überwachungssystem für Windenergieanlagen.
Stand der Technik
Zustandsüberwachungssysteme, sog. Condition Monitoring Systeme - CMS, für Windenergieanlagen sind im Stand der Technik bekannt. Sie dienen dazu, die Zustände unterschiedlicher Komponenten einer Windenergieanlage, üblicherweise Rotorblatt, Antriebsstrang, Generator, Turm usw., laufend zu überwachen, um im Fehler- oder Schadensfall sofort reagie- ren zu können und schwerwiegende Folgen zu vermeiden.
Ein CMS umfasst üblicherweise eine Überwachungseinrichtung an der Komponente (d.h. normalerweise eine Recheneinheit und eine Anzahl von Sensoren), die Zustandsdaten und/oder ausgewertete Daten an eine zugeordnete Datenbankeinrichtung überträgt. Zur Visualisierung der Daten dient üblicherweise eine Client/Server-Anwendung, bspw. ein Webserver mit einem darauf zugreifenden Browser, wobei der Webserver wiederum auf die Datenbankeinrichtung zugreift und die Daten darstellt und ggf. auswertet.
Gängige CMS arbeiten jedoch herstellerspezifisch. In der Folge gestaltet sich die Überwa- chung und Bedienung für einen Operator einer Windenergieanlage sehr unübersichtlich, da er für jede Komponente bspw. ein eigenes Browserfenster öffnen und überwachen muss. Weiterhin muss er sich in die Bedienung jedes einzelnen CMS einarbeiten. Meistens liegen auch keine zeitsynchron getakteten Daten vor, da die Systeme autark arbeiten. Diese Nachteile verstärken sich entsprechend bei Windfarmen, bei denen womöglich für dieselben l Komponenten bei unterschiedlichen Anlagen auch CMS unterschiedlicher Hersteller eingesetzt werden.
Es ist daher wünschenswert, die Zustandsüberwachung bei Windenergieanlagen und insbe- sondere Windfarmen zu vereinfachen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Zustandsüberwachungsverfahren und ein Zustandsüberwa- chungssystem für Windenergieanlagen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung basiert wesentlich auf der Maßnahme, herkömmlichen - insbesondere vorhandenen - CMS ein zentrales Zustandsüberwachungssystem nachzuschalten. Dieses zentrale Zustandsüberwachungssystem umfasst eine zentrale Datenbank zur Aufnahme von Zustandsdaten von überwachten Komponenten. Da die von den herkömmlichen CMS, wel- che nachfolgend auch als Komponenten-CMS bezeichnet werden, gelieferten Daten in herstellerabhängiger Form vorliegen, umfasst das Zustandsüberwachungssystem auch eine entsprechend eingerichtete Datennormierungseinrichtung, um die Zustandsdaten in ein einheitliches Format zu überführen und in der Datenbank abzulegen. Die Datennormierungseinrichtung arbeitet auf Grundlage einer vorgegebenen Datennorm, wozu sich insbesondere die Norm IEC-61400-25 anbietet. Diese Norm befasst sich mit einer einheitlichen Kommunikationsbasis für die Steuerung und Überwachung von Windenergieanlagen.
In der Folge kommunizieren die Komponenten-CMS nicht mehr wie im Stand der Technik mit den eigenen Visualisierungseinrichtungen (z.B. Webserver), sondern (zumindest auch) mit der Datennormierungseinrichtung, welche die Daten entgegennimmt oder aus der Datenbank des Komponenten-CMS ausliest, normiert und in der zentralen Datenbank speichert. Weiterhin umfasst das Zustandsüberwachungssystem eine Verarbeitungseinrichtung, um die Zustandsdaten zu bewerten und darzustellen. Durch die Erfindung wird die Zustandsüberwachung von Windenergieanlagen wesentlich vereinfacht. Es kann eine einheitli- che Nachbearbeitung und Visualisierung für die Zustandsdaten aller angeschlossenen Komponenten-CMS geschaffen werden. Die Übersichtlichkeit wird erhöht, der Bedienungs- und Überwachungsaufwand verringert. Auch der Schulungsaufwand für das Personal wird verringert, da auch die Überwachung neuer Komponenten bzw. die Überwachung von Kompo- nenten mit unbekannten Komponenten-CMS im Rahmen des erfindungsgemäßen Zu- standsüberwachungssystems erfolgen kann. Hierzu muss ggf. nur die Datennormierungseinrichtung angepasst und erweitert werden.
Mit besonderem Vorteil können Zustandsdaten, welche von unterschiedlichen Komponen- ten-CMS stammen, miteinander verglichen und/oder in Beziehung gesetzt bzw. korreliert werden. Bspw. kann eine Über-Kreuz-Analyse von Zustandsdaten, die dieselbe Komponente betreffen, jedoch von unterschiedlichen Komponenten-CMS stammen, durchgeführt werden, um Ergebnisse bspw. zu verifizieren oder die Aussagekraft zu erhöhen. Bspw. sind Schwingungen, die vom Rotorblatt stammen, auch im Antriebsstrang messbar und umgekehrt. Die Systeme im Stand der Technik arbeiten autark, so dass die Daten insbesondere nicht zeitsynchron vorliegen. Daher sind heutzutage korrelierte Auswertungen möglich. Die Erfindung schafft hingegen die Möglichkeit, die Daten unterschiedlicher Quellen zeitlich miteinander in Beziehung zu bringen, was vielfältige Auswertemöglichkeiten schafft. Bevorzugterweise werden auf Grundlage der Bewertung eine Darstellung des bestimmten Zustands und/oder Alarme erzeugt.
Die Erfindung schafft eine einheitliche Visualisierung und auch Auswertung von Zustandsdaten, die der Betriebsführung bisher segmentiert in unterschiedlichen Darstellungsformen von den Komponenten-CMS verschiedener Hersteller dargeboten werden. Darüber hinaus ge- lingt es, die Aussagekraft der einzelnen Komponenten-CMS für die verschiedenen Komponenten zu verbessern, da aus den Daten aller Komponenten weitere Informationen zum jeweiligen Zustand einer Komponente abgeleitet werden können.
Es kann vorteilhaft ein einheitliches und qualitativ hochwertiges Visualisierungs- und Melde- System der Zustandsbewertung von Windenergieanlagen, aber auch von Windfarmen bzw. - parks, mit unterschiedlichen Komponenten-CMS geschaffen werden. Durch die Erhöhung der Qualität der Zustandsüberwachung können Fehler und/oder Schäden früher erkannt werden, so dass ggf. auch geringere Wartungskosten anfallen. Längere Ausfallzeiten, die mit immensen Kostennachteilen verbunden sind, können vermieden werden. Die Anlagensicherheit und der Anlagenertrag werden erhöht.
Basierend auf der einheitlichen Datensammlung und Visualisierung kann auch eine einheitli- che Fehlermeldung und -protokollierung besonders einfach erreicht werden. Die Module zur Fehlermeldung und Fehlerprotokollierung können auf einem einheitlichen System aufsetzen und müssen nicht mehrfach herstellerspezifisch bereitgestellt werden.
Ein erfindungsgemäßes Zustandsüberwachungssystem für Windenergieanlagen ist, insbe- sondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash- Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt ein Schema einer Windenergieanlage und einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zustandsüberwachungssystems. In Figur 1 ist zunächst eine Windenergieanlage 100 schematisch dargestellt. Die Windenergieanlage 100 umfasst einzelne Komponenten, wie z.B. einen Rotor mit Rotorblättern 110, einen Antriebsstrang 120, einen Turm 130 usw., die von einer Steuereinrichtung 101 (PLC) angesteuert werden. Weiterhin sind den Komponenten 110, 120, 130 jeweils ein Komponen- ten-CMS 1 1 1 , 121 bzw. 131 zur Überwachung des Zustands der jeweiligen Komponente zugeordnet. Bei dem Komponenten-CMS 1 1 1 zur Überwachung des Zustands eines Rotorblatts kann es sich beispielsweise um ein System handeln, das Schwingungen im Rotorblatt erfasst und auswertet.
Die von den jeweiligen Komponenten-CMS erfassten und/oder ausgewerteten Zustandsda- ten werden von den Komponenten-CMS 11 1 , 121 , 131 an ein jeweils zugeordnetes Datenbanksystem 21 1 , 221 bzw. 231 übertragen. Die Datenbanksysteme sind üblicherweise beabstandet von der Windenergieanlage, beispielsweise in einer Leitwarte, angeordnet. Die Übertragung der Daten erfolgt üblicherweise in einem herstellerspezifischen Format, in dem die Daten auch in dem jeweiligen Datenbanksystem abgelegt sind: Die Übertragung erfolgt zweckmäßiger über ein WAN (Wide Area Network), bspw. über DSL.
Darauf setzt nun eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zustands- Überwachungssystems 300 auf.
Das Zustandsüberwachungssystem 300 umfasst eine Datennormierungseinrichtung, die im vorliegenden Beispiel jeweils eine Servereinrichtung 31 1 , 312 bzw. 313 für jedes der zugeordneten Komponenten-CMS 11 1 bis 131 bzw. deren jeweiliges Datenbanksystem 21 1 bis 231 aufweist. Die Datennormierungs-Servereinrichtungen.311 bis 313 sind jeweils, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, die in den Datenbanksystemen 21 1 bis 231 herstellerspezifisch abgelegten Zustandsdaten auszulesen bzw. zu. empfangen und nach einer vorgegebenen Datennorm zu normieren, d.h. in eine einheitliche Form zu bringen. Als zugrunde liegende Datennorm bietet sich insbesondere der Standard IEC 61400-25 an. Die Verbindung zwischen den Datennormierungs-Servereinrichtungen 31 1 bis 313 und den Datenbanksystemen 21 1 bis 231 ist vorzugsweise ebenfalls über WAN realisiert, was eine vereinfachte Implementierung möglich macht. Die Datennormierungseinrichtung 310 umfasst weiterhin eine gemeinsame Datennormie- rungs-Clienteinrichtung 314, die dazu eingerichtet ist, auf jede der Datennormierungs- Servereinrichtungen 31 1 bis 313 zugreifen und die dort normierten Zustandsdaten abzuholen bzw. diese von den Datennormierungs-Servereinrichtungen zu empfangen. Die Daten- normierungs-Clienteinrichtung 314 speichert die normierten Zustandsdaten in einer Datenbankeinrichtung 320 ab. In der Folge sind somit die in den Datenbanksystemen 211 bis 231 getrennt und herstellerspezifisch abgespeicherten Zustandsdaten nun - zumindest soweit auslesbar - einheitlich und herstellerunabhängig in der Datenbankeinrichtung 320 gespeichert.
Die Datennormierungs-Servereinrichtungen 311 bis 313 sowie die Datennormierungs- Clienteinrichtung 314 sind beispielsweise nach dem OPC UA-Standard ausgeführt. Durch Bereitstellen von getrennten Server- und Clienteinrichtungen kann der Implementierungsaufwand gering gehalten werden. Der Zugriff der Datennormierungs-Clienteinrichtung 314 auf die Datennormierungs-Servereinrichtungen 31 1 bis 313 erfolgt vorzugsweise ebenfalls über WAN.
Der Datenbankeinrichtung 320 ist eine Verarbeitungseinrichtung (VE) 330 nachgeschaltet, die dazu eingerichtet ist, die in der Datenbankeinrichtung 320 gespeicherten Zustandsdaten anzuzeigen und auch beliebig weiterzuverarbeiten bzw. zu bewerten. Vorzugsweise ist die VE 330 dazu eingerichtet, geeignete Alarme für die Betriebsführung und/oder PLC 101 auszulösen. Hierbei ist es auch möglich, nutzerbezogene Auswertungen einzubeziehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die VE 330 dazu eingerichtet, Zustandsdaten, die dieselbe Komponente der Windenergieanlage 100 betreffen, jedoch von unterschiedlichen Komponenten-CMS stammen, zu korrelieren. Beispielsweise pflanzen sich Schwingungen eines Rotorblatts auch in den Antriebsstrang fort, so dass ein Rotorblatt 1 10 betreffende Zustandsdaten sowohl von dem Komponenten-CMS 111 geliefert werden als auch in den Zustandsdaten betreffend den Antriebsstrang des Komponenten-CMS 121 enthalten sind. Auf diese Weise kann insbesondere eine Plausibilisierung einzelner Zustands- daten sowie eine Verbesserung der Auswertegenauigkeit erreicht werden. Die VE 330 kann insbesondere einen Webserver umfassen, der von einem Operator auf herkömmliche Weise bedient und überwacht werden kann und der Alarme bspw. als Mail und/oder SMS auslösen kann. Der VE 330 können weiterhin Einrichtungen 400 nachgeschaltet sein. Die Einrichtungen 400 können beispielsweise eine SCADA-Schnittstelle und/oder SCADA-Einrichtung, ein Protokol- lierungssystem, eine Schnittstelle zur Ausgabe von Fehler- und/oder Wartungsmeldungen, eine Schnittstelle zu einem Energieversorgungsunternehmen usw. umfassen. Die Verbin- dung zu den Einrichtungen 400 erfolgt üblicherweise ebenfalls über ein WAN. Auch eine Anbindung der Windenergieanlage 100 bzw. deren Steuerung 101 über WAN an eine SCADA-Einrichtung ist zweckmäßigerweise vorhanden.
Über weitere (nicht gezeigte) Datennormierungs-Servereinrichtungen kann ein erfindungs- gemäßes Zustandsüberwachungssystem mit weiteren Windenergieanlagen 100", 100" usw. verbunden werden. Auf diese Weise lässt sich ein erfindungsgemäßes Zustandsüberwachungssystem insbesondere auch vorteilhaft zur Überwachung einer Vielzahl von Windenergieanlagen, beispielsweise in einem Windpark, einsetzen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Windenergieanlage (100, 100', 100"), wobei Zustandsdaten betreffend eine Anzahl von unterschiedlichen Komponenten (1 10, 120, 130) der Windenergieanlage auf Grundlage einer vorgegebenen Datennorm normiert werden, die normierten Zustandsdaten in einer Datenbankeinrichtung (320) abgespeichert werden und die in der Datenbankeinrichtung (320) gespeicherten Zustandsdaten mittels einer Verarbeitungseinrichtung (330) bewertet werden, wobei auf Grundlage der Bewertung der Zustand der Komponenten (110, 120, 130) der Windenergieanlage (100, 100', 100") be- stimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Zustandsdaten betreffend eine Anzahl von unterschiedlichen Komponenten (110, 120, 130) der Windenergieanlage (100) von wenigstens zwei unterschiedlichen Komponenten-CMS (11 1 , 121 , 131 ) stammen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei in der Datenbankeinrichtung (320) gespeicherte Zustandsdaten, welche von unterschiedlichen Komponenten-CMS (111 , 121 , 131 ) stammen, für die Zustandsbewertung der Komponenten einzeln und/oder im Zusammenhang, insbesondere unter Verwendung von Korrelationsmethoden, analysiert werden.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf Grundlage der Bewertung eine Darstellung des bestimmten Zustands und/oder Alarme erzeugt werden.
5. Zustandsüberwachungssystem (300) für Windenergieanlagen (100, 100', 100"), mit einer Datennormierungseinrichtung (310), die dazu eingerichtet ist, Zustandsdaten betreffend eine Anzahl von unterschiedlichen Komponenten (1 10, 120, 130) der Windenergieanlage (100) auf Grundlage einer vorgegebenen Datennorm zu normieren, einer Datenbankeinrichtung (320), die dazu eingerichtet ist, die normierten Zustandsdaten aufzunehmen, einer Verarbeitungseinrichtung (330), die dazu eingerichtet ist, die in der Datenbankeinrichtung (320) gespeicherten Zustandsdaten zu bewerten, um auf Grundlage der Bewertung den Zustand der Komponenten (1 10, 120, 130) der Windenergieanlage (100, 100', 100") zu bestimmen und anzuzeigen.
6. Zustandsüberwachungssystem (300) nach Anspruch 5, das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen.
7. Zustandsüberwachungssystem (300) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Verarbei- tungseinrichtung (330) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der Bewertung eine Darstellung des bestimmten Zustands und/oder Alarme zu erzeugen.
8. Zustandsüberwachungssystem (300) nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei der Verarbeitungseinrichtung (330) eine SCADA-Schnittstelle, eine SCADA-Einrichtung, ein Protokollie- rungssystem, eine Schnittstelle zur Ausgabe von Fehler- und/oder Wartungsmeldungen und/oder eine Schnittstelle zu einem Energieversorgungsunternehmen nachgeschaltet sind.
9. Zustandsüberwachungssystem (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Datennormierungseinrichtung (310) jeweils eine Datennormierungs-Servereinrichtung (31 1 , 312, 313) für jede anzubindende Komponenten-CMS (11 1 , 121 , 131 ) aufweist, wobei jede Datennormierungs-Servereinrichtung (31 1 , 312, 313) dazu eingerichtet ist, die Zustandsda- ten von der ihr zugeordneten Komponenten-CMS (111 , 121 , 131 ) zu empfangen und auf Grundlage der vorgegebenen Datennorm zu normieren.
10.Zustandsüberwachungssystem nach Anspruch 9, wobei die Datennormierungseinrichtung (310) eine gemeinsame Datennormierungs-Clienteinrichtung (320) zum Empfang der Zustandsdaten von den Datennormierungs-Servereinrichtungen (311 , 312, 313) und zur Speicherung der Daten in der Datenbankeinrichtung (330) aufweist.
110 120 130
Figure imgf000012_0001
PCT/EP2011/002564 2010-06-16 2011-05-24 Zustandsüberwachungsverfahren und -system für windenergieanlagen WO2011157348A1 (de)

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