具有各种传感器测试的风力涡轮机诊断装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了具有各种传感器测试的风力涡轮机诊断装置。风力涡轮机包括：备用电源；处理器以及配置成测量电压值和电流值中的至少一个的第一传感器单元和第二传感器单元，其中电压值和电流值指示备用电源的状况。第一传感器单元配置成测量在风力涡轮机中的第一位置处的电压值和电流值中的至少一个，以及第二传感器单元配置成测量在风力涡轮机中的不同于第一位置的第二位置处的电压值和电流值中的至少一个。处理器还配置成比较由第一传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个与由第二传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个；以及基于比较将置信度水平分配到由第一传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
具有各种传感器测试的风力涡轮机诊断装置专利
本专利技术涉及在风力涡轮机中使用的电力备用系统的实现。特别地，本专利技术涉及提高电力备用系统的测量的可靠性。背景风力涡轮机一般包括电气备用系统，其被提供以增加安全性并在紧急情况期间(例如，在正常电源的失去期间)将涡轮机置于空闲模式。备用系统采取常常由电池或超高电容电容器供电的备用电源的形式。在主电源被失去或不能够使转子叶片俯仰的情况下，备用电源给转子叶片俯仰电机提供足够的能量以使转子叶片俯仰到所谓的“顺桨位置”。一旦在顺桨位置上，转子叶片就起作用来阻滞涡轮机的旋转，使得最终转子停住且没有另外的电力被生成以及涡轮机被置于空闲模式。定期地验证备用系统的功能很重要。2010版本的对风力涡轮机的指导方针以及对风力涡轮机的设计要求的国际标准(IEC61400-1)要求每星期测试风力涡轮机的备用和安全系统。可在欧洲专利申请EP2824321A1中找到用于执行测试过程的方法。这样的方法需要在测试期间测量备用电源的放电电流和电压。当测试备用电源时，保证在这样的测量中的可接受的置信水平是重要的考虑因素，这是由于它提供测量可被信任的指示，且因此提供测试结果可被信任的指示。专利技术概述为了至少部分地处理上面的问题，本专利技术提供了如由所附权利要求定义的装置、方法。特别地，本专利技术提供了一种风力涡轮机，其包括：备用电源；以及配置成测量电压值和电流值中的至少一个的第一传感器单元和第二传感器单元，其中电压值和电流值指示备用电源的状况；其中第一传感器单元配置成测量在风力涡轮机中的第一位置处的电压值和电流值中的至少一个；以及其中第二传感器单元配置成测量在风力涡轮机中的不同于第一位置的第二位置处的电压值和电流值中的至少一个。在一些实施方式中，风力涡轮机还包括处理器，其配置成：比较由第一传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个与由第二传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个；以及基于该比较将置信度水平分配到由第一传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个。有利地，本专利技术提供了用于评估如由第一传感器单元进行的备用电源的充电电流/电压的测量的似真性的装置。因此，本专利技术提供实例的识别，在该实例中备用电源的特性的测量可以潜在地更不可信赖且因此备用电源的状况更不是良好已知的，允许采取适当的措施。因此，本专利技术提高了风力涡轮机的安全性。可选地，第一位置接近备用电源，以及第二位置远离备用电源。在一个例子中，第一位置在控制单元处，而第二位置在至少一个俯仰驱动单元处。这提供了在允许传感器中的一个被放置在适合于最大测量准确度的位置上而另一传感器放置在环境条件(例如温度)对设备完整性更好的位置上或在容易得到维修/改装的位置上等方面上的优点。在一些例子中，涡轮机每转子叶片包括一个俯仰驱动单元，每个俯仰驱动单元具有备用电源，且优选地在俯仰驱动单元的每个处提供不同的传感器。有利地，在控制单元处的一个传感器允许对由在俯仰驱动单元中的传感器的每个所进行的测量被评估。可选地，处理器还被配置成确定俯仰电机电压、俯仰电机电流、由制动斩波器消耗的电流和与制动斩波器相关联的电压、由平滑电容器消耗的电流和与平滑电容器相关联的电压中的至少一个；以及基于俯仰电机电压、俯仰电机电流、由制动斩波器消耗的电流和与制动斩波器相关联的电压、由平滑电容器消耗的电流和与平滑电容器相关联的电压中的至少一个，比较由第一传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个与由第二传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个。因此，处理器被配置成考虑到存在于俯仰驱动单元处的所消耗的电流和与其它电气部件相关联的电压降。有利地，这允许俯仰驱动电机被操作，同时充电电流/电压的测量被进行，这又允许与俯仰驱动单元相关联的转子被操作，同时备用电源特性被量化。因此，可以增加风力涡轮机可在备用电源的测试期间生成的电力。可选地，风力涡轮机还包括在第一位置和第二位置之间的二极管(诸如去耦二极管)，其中二极管被提供以实质上允许电流在第一方向上朝着备用电源流动并实质上防止电流在与第一方向相反的第二方向上流动；其中处理器还被配置成基于由第一传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个与由第二传感器单元测量的电压值和电流值中的至少一个的比较来确定二极管是否正确地操作。因此有利地，在远程位置处的两个传感器的布置也允许去耦二极管的操作被验证。在一些实施方式中，传感器单元中的一个被改装在风力涡轮机处。例如，所改装的传感器单元可具有鲁棒类型，和/或具有比预先存在的传感器单元更高的SIL，提高与风力涡轮机相关联的安全完整性水平。在一些实施方式中，与预先存在的传感器单元比较，所改装的传感器单元减小了复杂度，因而减小维修要求并提高预先存在的传感器的似真性检查的可靠性。附图的简要说明现在将参考附图仅作为例子描述本专利技术的实施方式，其中：图1A示出根据本专利技术的优选实施方式的风力涡轮机的示意图。图1B示出根据本专利技术的优选实施方式的风力涡轮机的示意图。图2示出用于在备用电源条件的测量中分配置信度水平的方法的流程图。详细描述本专利技术提供一种鲁棒系统，其中可提高备用电源的特性的测量的可靠性。通过提高测量中的置信度，可以按更大的置信度获知备用电源的操作特性，因而提高风力涡轮机本身的安全。假如在所检测到的置信度水平很低使得风力涡轮机应被考虑为不再在安全状态中(即，不再在风力涡轮机例如可在任何时间停止的状态中)时，可进行适当的测量。适当的测量例如是在顺桨位置上运输风力涡轮机并将它保持在这个状态中，直到例如技术人员巡视风力涡轮机并更换引起低置信度水平的有故障的零件为止。比较在不同位置处生成的值更可靠，然后如果传感器仍然被定位成靠近彼此，则仅仅使传感器的数量加倍。靠近彼此的两个传感器可能遭受相同的故障，即太高的温度。比较在彼此附近的两个传感器的测量将它们的置信度水平提高到某个程度。本专利技术确保测量尽可能独立于彼此，且因此提高似真检查的可靠性。这样的规定可导致风力涡轮机具有更高的安全完整性水平(SIL)。而且，本专利技术允许第二传感器单元的容易改装和维修以提高预先存在的风力涡轮机的安全性。图1A示出在本专利技术的优选实施方式中的风力涡轮机100的某些内部部件的示意图。风力涡轮机100包括：包括中央电路103的中央单元102和包括俯仰驱动电路105的俯仰驱动单元104。中央单元连接到主电源106，并经由总线107(也被称为现场总线)和电源接头108而连接到俯仰驱动单元104。风力涡轮机还包括位于中央单元102和俯仰驱动单元104之间的去耦二极管118，其配置成允许从中央单元102到俯仰驱动单元104的电源电流的流动，但反之则不然。主电源106可以是到电网的连接。俯仰驱动单元104连接到俯仰电机110。在优选实施方式中，中央单元位于风力涡轮机100的旋转轮毂(未示出)中。在另一实施方式中，中央单元位于风力涡轮机100的发动机短舱(未示出)中。在正常操作期间，主电源106向中央单元102供应电力。中央单元经由电源接头108向俯仰驱动单元104提供电力并经由总线107向俯仰驱动单元104提供控制信号。俯仰驱动单元104向俯仰驱动电机110提供电力，且控制信号由俯仰驱动单元电路105解译并用于控制俯仰驱动电机，从而控制风力涡轮机的转子叶片(未示出)的俯仰。风力涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力涡轮机，包括：备用电源；处理器；以及第一传感器单元和第二传感器单元，所述第一传感器单元和第二传感器单元被配置成测量电压值和电流值中的至少一个，其中所述电压值和电流值指示所述备用电源的状况；其中，所述第一传感器单元被配置成在所述风力涡轮机中的第一位置处测量所述电压值和所述电流值中的所述至少一个；其中，所述第二传感器单元被配置成在所述风力涡轮机中的不同于所述第一位置的第二位置处测量所述电压值和所述电流值中的所述至少一个；以及其中所述处理器被配置成：比较由所述第一传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个与由所述第二传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个；以及基于所述比较将置信度水平分配到由所述第一传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个。

【技术特征摘要】
2015.12.18 GB 1522385.21.一种风力涡轮机，包括：备用电源；处理器；以及第一传感器单元和第二传感器单元，所述第一传感器单元和第二传感器单元被配置成测量电压值和电流值中的至少一个，其中所述电压值和电流值指示所述备用电源的状况；其中，所述第一传感器单元被配置成在所述风力涡轮机中的第一位置处测量所述电压值和所述电流值中的所述至少一个；其中，所述第二传感器单元被配置成在所述风力涡轮机中的不同于所述第一位置的第二位置处测量所述电压值和所述电流值中的所述至少一个；以及其中所述处理器被配置成：比较由所述第一传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个与由所述第二传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个；以及基于所述比较将置信度水平分配到由所述第一传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个。2.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述处理器还被配置成基于所分配的置信度水平来使所述风力涡轮机进入空闲状态。3.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述第一位置靠近所述备用电源，以及所述第二位置远离所述备用电源。4.如权利要求3所述的风力涡轮机，还包括被配置成控制至少一个俯仰驱动单元的控制单元，其中：所述第一位置在所述控制单元处，以及所述第二位置在所述至少一个俯仰驱动单元处。5.如权利要求4所述的风力涡轮机，其中，所述至少一个俯仰驱动单元被配置成在所述第一传感器单元和第二传感器单元测量所述电压值和所述电流值中的所述至少一个的同时操作俯仰电机，以及其中所述处理器还被配置成：确定俯仰电机电压、俯仰电机电流、由制动斩波器消耗的电流和与所述制动斩波器相关联的电压、由平滑电容器消耗的电流和与所述平滑电容器相关联的电压中的至少一个；以及基于所述俯仰电机电压、俯仰电机电流、由制动斩波器消耗的电流和与所述制动斩波器相关联的电压、由平滑电容器消耗的电流和与所述平滑电容器相关联的电压中的所述至少一个来比较由所述第一传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个与由所述第二传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个。6.如权利要求1所述的风力涡轮机，还包括在所述第一位置和所述第二位置之间的二极管，其中所述二极管被提供以实质上允许电流在朝着所述备用电源的第一方向上流动并实质上防止电流在与所述第一方向相反的第二方向上流动；其中，所述处理器还被配置为基于由所述第一传感器单元测量的所述电压值和电流值中的所述至少一个与由所述第二传感器单元测量的所述电压值和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：托拜厄斯·罗斯曼，
申请(专利权)人：穆格昂纳公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE