CN101660493B

CN101660493B - 用于测试桨距系统故障的桨距控制系统

Info

Publication number: CN101660493B
Application number: CN200910138723.7A
Authority: CN
Inventors: E·C·L·米兰达; O·M·杰普森; S·M·劳里森
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: US20110158805A1; CN101660493A; EP2329141B1; ES2399850T3; EP2329141A2; WO2010022735A2; EP2329141B2; ES2399850T5; WO2010022735A3

Abstract

本发明涉及一种用于操纵风力涡轮发电机转子叶片的叶片桨距的桨距控制系统。公开了一种方法，其中，将指令信号或桨距要求施加到转子叶片的叶片桨距系统，并接收结果得到的响应信号或桨距响应。将接收到的桨距响应与参考量进行比较，如果响应信号和参考量之间的差被检测为大于预设标准，产生指示桨距系统故障的信号。因此，可检测出叶片桨距系统的偏差行为，其能使对风力涡轮发电机转子叶片的桨距系统状况进行测试和监视成为可能。

Description

用于测试桨距系统故障的桨距控制系统

技术领域

本发明涉及用于操纵风力涡轮发电机转子叶片的叶片桨距(bladepitch)的桨距控制系统。特别地，本发明涉及对叶片桨距系统的操作信号进行测试，以便检测桨距系统故障。

背景技术

用于调节运行过程中转子叶片桨距的桨距系统是风力涡轮发电机的一个基本运行部件。变桨距轴承(pitch bearing)是桨距系统的重要元件。

桨距系统在使用过程中会遇到故障，这样的故障可涉及轴承故障或其它桨距系统部件的故障。

例如，轴承的损坏可由桨距系统机械部件的腐蚀、磨损、缺乏润滑、损坏的变桨距轴承的疲劳的损坏等引起。损坏的轴承增加了对于涡轮机上的负载来说非常严酷的叶片桨距阻滞的危险。另外，轴承交货时间典型地非常长，损坏的轴承因此可导致长的、不希望的停工时间。

因此，对风力涡轮发电机的桨距系统进行测试是非常重要的。

发明内容

本发明寻求提供一种对风力涡轮发电机的桨距系统的状况进行评估的改进的方法。

可以看出，应对上述方面的本发明的一个目的在于改进桨距系统的故障检测。

优选为，本发明减轻、缓和或消除了与桨距系统故障检测有关的一个或一个以上的问题。

根据本发明第一实施形态，提供了一种运行桨距控制系统的运转方法，其用于具有两个或两个以上的转子叶片的风力涡轮发电机，所述两个或两个以上的转子叶片包含用于操纵叶片桨距的叶片桨距系统，该方法包含：

-将指令信号施加到叶片桨距系统，所述指令信号代表希望的桨距系统动作，并从所述叶片桨距系统接收响应信号，所述响应信号代表响应于所述指令信号以及希望的桨距系统动作所得到的实际桨距系统动作；以及

-将来自叶片桨距系统的响应信号或其衍生值(derivative)与参考量(reference)进行比较。

本发明一般涉及具有两个或两个以上的转子叶片的风力涡轮发电机，然而，典型地，涡轮机包含三个转子叶片。

所述桨距控制系统可为风力涡轮发电机的一般电子控制系统的一部分，例如一般电子控制系统的专用模块或提供变桨距调节控制的其它装置。在实施例中，这样的模块可向桨距控制系统提供桨距系统测试或桨距系统状况监视的功能。

通过向叶片桨距系统施加指令信号--也称为桨距要求--来控制转子叶片的变桨距，以便根据希望的动作来操纵桨距系统。指令信号典型地采用要求桨距角和变桨距速度的形式。在施加指令信号之后或与之同时地，所述桨距控制系统还从叶片桨距系统接收响应信号，该信号指示响应于指令信号和希望的桨距系统动作而获得的桨距响应。桨距响应可以为实际桨距动作的检测，例如，借助传感器进行的实际桨距角以及变桨距速度的检测。

所述参考量可采用适合与响应信号或响应信号衍生值进行比较的任意形式。所述参考量可采用参考值的形式、阈值的形式、范围的形式、参考信号的形式，等等。

在一有利实施例中，如果检测到响应信号和参考量之间的差大于预设标准，则产生指示桨距系统故障的信号。桨距系统故障可导致桨距系统的特性偏离期望特性或正常特性。例如，这可反映为桨距系统相对于所施加的指令信号产生的延迟的响应、不均匀的(uneven)响应、或任何其它不期望的响应。桨距系统故障可显示出变桨距轴承故障，然而，桨距系统的其它故障也可反映在桨距系统故障中，例如，密封泄漏或其它机械故障。桨距系统故障可直接反映在响应信号中，在实施例中，可利用直接从叶片桨距系统得到的响应信号来完成所述检测。然而，响应信号与参考量之间的比较可有利地基于或根据响应信号的衍生函数式完成。在一实施例中，所述衍生函数式可基于响应信号和指令信号之间的差异信号。通过使用差异信号，能得到桨距系统故障的更为清楚的指示。差异信号可以是指示时间上的差的信号，即指示实际桨距落后于所要求桨距的时间的信号。差异信号也可以是指示加速度的信号，即指示实际桨距多快地适应于所要求桨距的信号。差异信号还可以是指示以度为单位的差的信号，即指示实际桨距落后于所要求桨距多少度的信号。还可以使用其它类型的差异信号。

通常基于或根据响应信号的衍生函数式或衍生统计值进行响应信号与参考量之间的比较。基于衍生函数式或统计分析所进行的比较能提高所得结论的确定度。可使用多个衍生函数式以及衍生统计值。作为一具体实例，可根据差异信号的标准偏差的比较来对响应信号进行比较。

可针对预设的标准来评估响应信号和参考量之间的差。预设标准的使用是评估信号特性的一种便捷的方法。可使用多个不同类型的标准。

通过将来自叶片桨距系统的响应信号与参考量进行比较，桨距系统故障检测--例如变桨距轴承的阻滞--可在早期进行检测，从而在发生变桨距轴承损坏之前避免或至少减少故障，并采取正确的动作。例如，如果轴承的变桨距轴承特性与预设标准的差别不是太大，或者，如果所述特性可在一般运行程序中得到解释，风力涡轮发电机将降额(down-rated)而不是停机。另外，能及时订购合适的更换部件，并仔细安排维护。从而，避免了或至少减少了紧急维护。

在第一类型的实施例中，所述两个或两个以上的叶片桨距通过共用的叶片桨距系统进行桨距调节。在此情况下，共用的指令信号被施加到叶片桨距系统，并从所述叶片桨距系统获得共用的响应信号。在这种类型的实施例中，将来自叶片桨距系统的响应信号与参考量进行比较。参考量可由表值获知，或为测试结果，或在试运转中获得，或来自其它手段。所述参考量可固定为预定参考值，或在使用过程中进行适应性更新。如果响应信号的缓慢漂移是可接受的，则对参考量进行适应性更新是有利的，这样，只有突然的或迅速的变化可被看作桨距系统故障的指示。

在第二类型的实施例中，两个或两个以上的转子叶片中的每一个由独立的叶片桨距系统进行变桨距。在此情况下，将单独的指令信号施加到各个独立的叶片桨距系统中，并从各个独立的叶片桨距系统获得单独的响应信号。

桨距系统可受到可在运行过程中导致变桨距轴承响应参数随时间产生漂移或变化的多种因素的影响。这样的因素可涉及温度梯度、瞬变负载--例如阵风(gusting)--以及其它因素。这可使得个体桨距系统的响应参数对于不同的叶片桨距系统而不同。在第二类型的实施方式中，当一个桨距系统开始以不同方式运行时，可已对反映在响应信号中的桨距系统故障进行检测。另外，在第二类型的实施方式中，可以在所有桨距系统上确保类似的响应信号。由于由桨距的不正确定位所引起的不希望的负载可以得到解决，这可确保最优运行。

在第二类型的实施方式中，可从至少一个个体响应信号得出所述参考量。因此，针对所有或部分相关桨距系统的集体行为，对两个或两个以上的转子叶片中每一个的个体响应信号测试成为可能。一般而言，所述参考量可基于各个体响应信号的函数式或统计分析。

因此，可选择响应信号的子组。所述子组可包括一个或一个以上的个体响应信号。可对子组进行选择，使得子组中包含的响应信号具有类似的特性。通过使所述参考量基于由具有类似特性的响应信号获得的信号值，确保了任何差值都是从运行期间获得的实际运转状况检测的，而不是从理想的试运行(pre-operation)参数中获得的。可设定预设的标准，以便从具有类似特性的响应信号组中检测响应信号的差异或偏差，例如给定的百分比。

在一有利的实施方式中，参考量可由至少一个个体响应信号得出，且所述至少一个个体响应信号可基于从各个独立的叶片桨距系统接收到的个体的统计分析来选择。

因此，桨距响应子组的成员可基于桨距响应的统计分析来选择。通过使参考量和/或子组的成员的选择基于衍生函数式或统计分析，可提高所得到的结论的确定性，这是因为响应信号可能存在某种程度的噪声。可使用多个函数式以及衍生统计值。示例包括但不限于平均值和标准偏差。

在一有利的实施例中，监视基于指令信号和响应信号的误差信号，如果误差信号满足警报标准，产生报警信号。报警信号的检测可产生比较响应信号的请求，即对桨距响应测试的请求。报警标准可被设置为检测不正常的或不希望的运行。在风力涡轮的运行过程中，这样的警报可能是常见的。然而，警报不必反映桨距系统故障。但是，桨距系统故障将很可能导致某段内警报的产生，因此，在接收到警报后测试桨距系统是有益的。由于警报系统对于风力涡轮机控制系统来说可能是常见的，在不大幅度重新构造现有系统的情况下，本发明的实施例将有利地实现为现有警报系统的改进功能。

在实施例中，可在接收到警报之后请求进行桨距响应测试，然而，测试也可被设置为在排定的时刻进行或以预定的间隔重新进行。

在实施例中，响应信号测试可在风力涡轮发电机连接到电网时进行。举例来说，如果测试请求是基于警报的，这可能是有利的。在其它实施例中，响应信号测试可在风力涡轮发电机从电网断开时进行。如果测试以不希望或不允许的方式影响所产生的电力，这将是有利的。警报也可被设置为测试在风力涡轮发电机与电网断开时进行。

在有利的实施例中，指令信号包含时变测试信号，例如叠加在指令信号上的测试信号。测试信号可采取正弦信号(余弦或正弦)的形式、采取阶梯斜坡的形式或采取线性斜坡的形式。仿真已经显示，正弦信号或阶梯斜坡可增强对任何变桨距轴承故障的检测。总的来说，可采用任何形式的时变信号。时变测试信号可对桨距系统施压(stress)，并因此增强桨距响应中任何偏差或亚最佳行为的存在。

在一有利实施例中，测试信号可采用多个信号段的形式。施加多个信号段--例如信号段序列--可进一步改进任何变桨距轴承故障的检测，这是因为段之间桨距响应行为的任何变化可进一步指示桨距系统故障。典型地，在2和10段之间，例如可使用2、3、5、7、10。然而，也可采用甚至更多的段。

根据本发明第二实施形态，提供了一种桨距控制系统，其用于具有两个或两个以上的转子叶片的风力涡轮发电机，所述两个或两个以上的转子叶片包含用于操纵叶片桨距的叶片桨距系统，桨距控制系统包含：

-信号处理单元，用于将指令信号施加到叶片桨距系统，并从所述叶片桨距系统接收响应信号，所述指令信号代表希望的桨距系统动作，所述响应信号代表响应于所述指令信号以及希望的桨距系统动作而获得的实际桨距系统动作；以及

-测试单元，用于将来自叶片桨距系统的响应信号或其衍生值与参考量进行比较。

所述桨距控制系统可为实现本发明第一实施形态的方法的控制系统。

根据本发明第三实施形态，提供了一种风力涡轮发电机，其中，叶片桨距系统通过根据本发明第一或第二实施形态的桨距控制系统得到控制或实现其功能。

在本发明第三实施形态中，提供了一种包含指令集的计算机程序产品，当其在计算机上使用时，使得计算机执行第一实施形态的方法。计算机可以为在本发明的第二或第三实施形态的控制系统中实现的处理单元。

一般而言，本发明的各实施形态可以各自与任何其它实施形态结合。参照详细介绍的实施例，由下面的介绍，将明了本发明的这些以及其它实施形态。

附图说明

参照附图，将仅仅作为示例对本发明的实施例进行介绍，在附图中：

图1示意性地示出了具有三个转子叶片的风力涡轮发电机；

图2为一原理图，其对于包含共用的叶片桨距系统的系统，示出了作为时间的函数的桨距误差；

图3A对于风力涡轮机的三个单独的转子叶片示出了作为时间的函数的桨距误差，图3B原理性地示出了图3A中观察到的总体特性；

图4对于单叶片桨距系统示出了风力涡轮机数据的仿真数据；

图5A示出了与图5B所示相关误差信号在一起的仿真响应信号和指令信号；

图6绘出了桨距误差信号的归一化标准偏差；

图7示意性地示出了用于对WTG的转子叶片的变桨距轴承状况进行测试的测试算法；以及

图8示意性地示出了桨距控制系统的运行。

具体实施方式

图1示意性地示出了具有三个转子叶片2的风力涡轮发电机(WTG)1。另外，WTG 1包含塔架和机舱。转子叶片包含用于操纵叶片桨距的叶片桨距系统，此处用弧形箭头3示意性地表示。各转子叶片附着于机舱，在转子叶片与舱之间的接合处，设有用于允许叶片变桨距的叶片桨距系统4。通过施加指令信号和接收响应信号，叶片的变桨距受到桨距控制系统(未示出)的控制。在第一类型的实施例中，转子叶片通过共用的叶片桨距系统调节来变桨距，因此，所有的转子叶片一起变桨距，而在第二类型的实施例中，各转子叶片通过独立的叶片桨距系统来变桨距，这样，各转子叶片可单独变桨距。在两种类型的系统中，桨距控制系统可在运行期间监视(个体)叶片的实际变桨距是否根据指令桨距或桨距要求执行。可能观察到转子叶片的实际变桨距没有跟随桨距要求。这可能是由于桨距轴承故障或多种非故障因素。例如，阵风可暂时妨碍或干扰变桨距。典型地，桨距通过液压桨距系统受到控制。然而，在实施例中，可想到采用电气桨距系统。将会明了，本发明并不局限于所示出的转子叶片或WTG类型。WTG仅仅出于说明原因示出。

在一实施例中，转子叶片的变桨距借助误差信号受到监视。误差信号可基于指令信号和来自各转子叶片的响应信号。例如，误差信号可以是要求桨距和实际桨距之间的差异信号。在一实施例中，如果误差信号达到警报标准则产生报警信号。警报标准的一实例可以为，转子叶片的实际桨距落后于要求桨距超过给定的预设时间。例如，指示共用桨距系统的叶片的桨距或单独桨距系统的叶片A的桨距落后于要求桨距2度达3秒的信号可触发报警信号，也可想到采用其它的警报标准。多种原因可引起桨距的不足。一个重要的原因与叶片之一的轴承故障有关。然而，很多不指示轴承故障的原因也可产生这样的效应，由于判断为误警报的可能性大于真警报的可能性，风力涡轮所有者可忽视警报。在这种情况下，报警信号可通过将警报的动作设置为“自动重启”来完全忽略。忽略真警报或没有对真警报及时采取动作可造成变桨距轴承的严重损坏，其又可引起变桨距轴承阻滞，这将导致整个涡轮机的不希望的停机时间。

通过比较转子叶片响应信号并在检测到响应信号与参考量之间的差大于预设标准的情况下指示变桨距轴承故障，可测试来自转子叶片的叶片桨距系统的响应信号。响应信号的比较也可基于桨距响应的衍生值，典型地为衍生统计值。

在一实施例中，测试由报警信号的产生来启动或触发，在另一实施例中，测试以预设的间隔执行，在又一实施例中，测试在排定的时刻执行。例如，测试可每3个月执行、每当风力涡轮发电机与电网断开时执行或在其他时刻执行。

对于包含用于风力涡轮机转子叶片的共用叶片桨距系统的系统，图2示出了作为时间的函数的桨距误差的示意图。桨距误差以任意单位在纵轴上示出，误差信号用交叉符(×)表示。在附图标记20表示的时间段内，检测到的桨距误差大小上相类似，如同采用平均值21和标准偏差23的形式的衍生值所示出的那样。将平均值与参考量进行精确比较，这里，参考量以参考值26作为示例。在附图标记22表示的时间段内，桨距误差偏离参考值，如用表示平均值24和标准偏差25的线所示。

在此实施例中，预设标准可采用阈值或阈值范围的形式，如线27所示。作为示例，如果平均值被检测到超出阈值(范围)，可将其作为桨距系统故障或疑似故障的指示。

图3A以屏幕转储的形式对于风力涡轮发电机的三个独立叶片示出了作为时间的函数的桨距误差。桨距误差以任意单位在纵轴上示出，在附图标记30表示的时间段内，三个叶片的桨距误差彼此无法区分，因为涉及三个叶片的误差以及误差的大小对于所有叶片类似。在附图标记31表示的时间段内，把三个叶片的桨距误差分成两组。在一个组36中，两个叶片的桨距误差彼此无法区分，而另一组37主要包括一个叶片的桨距误差。因此，在2007年7月1日前后(附图标记38)，可向风力涡轮机所有者给出一个桨距系统故障的高度可能的指示。

图3B包括图3A中观察到的特性的示意图以及各叶片的误差信号的衍生值，例如，采用平均值(32，34)和标准偏差(33，35)的形式。误差信号对于三个转子叶片通过三角符(△)、圆点符(·)和交叉符(×)来表示。在第一时间段39内，所有三个叶片的平均误差类似，如线32所示。在此时间段内，观察不到不同转子叶片的响应信号之间的显著差别。在第二时间段300内，两个叶片的平均值32仍然与第一时间段类似，然而，第三叶片(×)的平均值34和标准偏差35随着时间缓慢增加。参考量可被设置为具有常量平均值32的两叶片的平均值，预设标准可被设置为检测具有常量平均值32的两个叶片的平均值与第三叶片平均值34之间的差。作为示例，当所述差超出具有常量平均值32的两个叶片平均值的给定百分比时，可指示一个桨距系统中的故障或疑似故障。作为另一个示例，参考量可被设置为具有常量平均值的两个叶片的标准偏差23，预设标准可被设置为检测具有常量平均值32的两个叶片的标准偏差23与第三叶片34的标准偏差25之间的差。例如，预设标准可被设置为标准偏差25相对于标准偏差23的给定增大。

一般而言，参考量和预设标准可基于正常动作的响应信号组的响应信号的函数式或统计分析。为此，必须对该组--即信号的子组--进行检测。例如，通过所有响应信号的统计分析并接着将以类似方式动作的所有响应信号分为一组，可实现对响应信号子组的检测，存在多种可实现此目的的数学程序。

当通过比较响应信号并在检测到响应信号差值时指示变桨距轴承故障来对转子叶片的叶片桨距系统的响应信号进行测试时，将测试信号施加到指令信号可能是有益的。测试信号可以为时变信号。时变信号可迫使桨距系统迅速适应于可能将桨距故障显示或强调到响应信号之中的变化条件。时变信号的具体形式不必是重要的，然而，为了更为容易地实现，可有利地使用公知的或通用的时变信号。在实施例中，桨距要求可包括正弦信号、阶梯斜坡、线性斜坡或其它类型的测试信号。下面将对带有叠加的正弦信号的桨距要求进行介绍。

图4示出了风力涡轮数据的仿真数据。这些图对于用于所有转子叶片的共用桨距系统示出。

图4A中绘出了仿真风速。仿真数据基于这种风数据。

图4B示出了转子叶片的结果得到的变桨距。桨距信号包括两部分。在多个时间段上，例如，在90sec以上的时间段上，桨距响应为由风速引起的响应。在其它时间段41(20-30sec；35-45sec；50-60sec；65-75sec；80-90秒)上，多个(此处为5个)正弦信号段叠加到桨距要求上。所施加的正弦信号在同样的时间段内作为正弦信号被反映在桨距响应中。

所施加的正弦信号作为增加的输出波动被反应在输出功率中(图4C)，作为速度的波动被反应在发电机速度中(图4D)。

在一实施例中，桨距响应测试可在风力涡轮发电机连接到电网时进行。然而，由图4C可见，测试可能引起输出功率的波动，至少在某些情况下，优选为在风力涡轮发电机从电网断开时进行测试，以避免输出功率中的这种波动。

对于实际桨距角(桨距响应)和要求桨距角或桨距角参考量(桨距要求)的两个信号，图5A示出了图4B中的仿真桨距响应。然而，这些信号不能区分，这是因为两信号几乎相同。在图5B中，绘出了误差信号(即差异信号)。由图可见，在所施加正弦信号的时间段内，桨距误差大大增加。因此，当响应信号(或差异信号)无法明确地指示桨距故障时，将时变信号施加到指令信号可在响应信号中显示或强调故障。

图6对于通常情况绘出了桨距误差的归一化标准偏差，其中，对于不施加正弦信号的五个10秒时间段(三角符，60)以及施加正弦信号的五个10秒时间段(交叉符，61)计算标准偏差。图5示出了5次测试，测试号码在水平轴上给出，归一化标准偏差在垂直轴上示出。在测试1中，对于10秒的通常桨距响应信号确定标准偏差，其在测试1中等于刚刚超过1的标准偏差。还对于第一个施加了正弦信号的10秒时间段(图5中的参考标记50)绘出了标准偏差，其同样相当于刚好超过1。对于五个正弦信号段中的每一个重复同样的测试。在测试2-5中，得出的标准偏差之间的差比测试1中的大。

可以看到，不施加信号的时间段的标准偏差60在测试1-5中多少产生一些变化，而施加信号的时间段的标准偏差61相当恒定。标准偏差或其它衍生函数式或统计量的确定可被用作参考，以便在确定可能或疑似的轴承故障存在时针对预设的标准对桨距响应进行评估。图中，根据本发明的实施例，衍生信号被示为对于一个桨距响应，类似的分析可为各桨距系统进行并进行比较，以便检测任何偏离行为。

图7示意性地示出用于测试WTG转子叶片变桨距轴承状况的测试算法。

信号处理单元70将指令信号施加到叶片桨距系统71中，并从各转子叶片的叶片桨距系统接收响应信号。根据本发明的实施例，在测试单元或比较单元72中，通过比较响应信号，对来自叶片桨距系统的响应信号进行测试。

在一实施例中，对三个误差信号--例如要求桨距和实际桨距之间的差异信号--进行监视，如果误差信号满足警报标准，产生报警信号74。在另一实施例中，只监视一个误差信号。

报警信号的检测产生对响应信号75进行测试的请求。测试请求可包括有关何时以及如何进行测试的指示。例如，如果在运转期间进行测试，可能必须满足某些条件，例如，计量条件或特定电网状态。测试请求还可指定涡轮机与电网保持断开一直到已经进行测试，或者，测试请求可指定下一次涡轮机与电网断开时执行测试。存在特定测定需求的其它可能。

可执行不同类型的测试。在第一类型的测试中，对由通常运行获得的误差信号进行监视。关于图2和3，平均值、标准偏差或其它统计测量可对于转子叶片或对于三个叶片中的每一个作为时间的函数而得出。在图3的实施例中，具有最低误差的两个信号的统计测量可被结合到参考值。如果具有最大误差的信号与结合得到的参考值之间的差大于预设标准，可检测出疑似变桨距轴承故障。例如，如果差值高于参考值15％或更多达5个以上的连续测试。

在其他类型的测试中，指令信号将正弦信号、阶梯斜坡或线性斜坡加到要求变桨距之上。图5B所示的误差信号可对于转子叶片或对于各个转子叶片得出，且可得出标准偏差或其它统计测量。如第一类型的测试一样，对衍生统计值进行监视，以便确定桨距响应或一个桨距响应是否有不一样的行为。

可对测试的结果进行分级，例如，按照从A到E(附图标记76)的五级划分，且特定的动作可被指派给各个级77。

在测试中，针对预设的标准对响应信号进行评估。分级能反映出实际桨距响应(或它们的衍生统计值)与预设标准之间的差。

作为分级示例，可使用下面的分级以及结果得到的动作：

如果测试结果明确地位于预设标准内，运行可被分级为A，WTG动作可被设置为继续正常运行700。

如果测试结果恰好在预设标准的限制值内，运行可被分级为B，测试可被重复701。

如果测试结果在可接受的限制内位于预设标准外，运行可被分级为C，测试可被重复702。

如果测试结果在某种程度上位于预设标准外但仍超出临界限制值，运行可被分级为D，WTG可被设置为暂停703。

如果测试结果以一临界值位于预设标准之外，运行可被分级为E，WTG可被停止704。

在图7中，可为附图标记分配下面的标注：

70：信号处理单元

71：叶片桨距系统

72：测试单元/比较单元

74：报警单元

75：信号测试单元

76：测试结果级

77：分配的动作

700：继续正常WTG运行

701：重复测试

702：重复测试

703：暂停WTG运行

704：停止WTG运行

图8示意性地示出了根据本发明的实施例的桨距控制系统的运行。

信号处理单元80将指令信号或桨距要求83施加到(各个)转子叶片的叶片桨距系统81，并从转子叶片的叶片桨距系统接收响应信号或桨距响应。桨距响应被输入86到测试单元或比较单元82中，用于相对参考量对响应信号进行测试/比较。在一实施例中，如果检测到响应信号和参考量之间的差大于预设标准，产生87指示变桨距轴承故障的信号。

本发明可借助硬件、软件、固件或其任意组合来实现。本发明或其某些特征还可作为在一个或一个以上的数据处理器和/或数字信号处理器上运行的软件来实现。

本发明一实施例中的个体元件可通过任何适合的方式物理地、功能上地和逻辑上地实现，例如在一个单元中、在多个单元中或作为分立功能单元的部分。本发明可在一个单元中实现，或在不同单元和处理器之间物理性地和功能性地分布。

尽管结合具体实施例对本发明进行了介绍，其不应看作以任何方式局限于这里的示例。本发明的范围按照所附权利要求来解释。在权利要求的文本中，术语“包括”或“包含”并不排除其它可能的元件或步骤。另外，其中提及的例如“一”或“一个”等也不应理解为排除了数量为多个的可能。权利要求中关于附图所示元件使用的附图标记也不应该理解为对本发明的范围的限制。另外，在不同权利要求中提及的个体特征可有利地进行组合，在不同权利要求中提到这些特征并不排除这些特征的组合可行或有利。

Claims

1.一种运行桨距控制系统的方法，该系统用于包含两个或更多个的转子叶片的风力涡轮发电机，所述两个或更多个的转子叶片包含用于操纵叶片桨距的叶片桨距系统，该方法包括：

-将指令信号施加到叶片桨距系统，并从叶片桨距系统接收响应信号，指令信号代表希望的桨距系统动作，响应信号代表响应于指令信号和希望的桨距系统动作所获得的实际桨距系统动作；以及

-将来自叶片桨距系统的响应信号或其衍生值与参考量进行比较，

其中，所述两个或更多个的转子叶片中的每一个通过独立的叶片桨距系统进行变桨距，且其中，将单独的指令信号施加到各个独立的叶片桨距系统，并从各个独立的叶片桨距系统接收单独的响应信号，

且其中，参考量由至少一个单独的响应信号得出。

2.如权利要求1所述的方法，其中，如果响应信号与参考量之间的差被检测为大于预设的标准，产生指示桨距系统故障的信号。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述两个或更多个的转子叶片通过共用的叶片桨距系统进行变桨距，且其中，将共用的指令信号施加到叶片桨距系统，并从叶片桨距系统接收共用的响应信号。

4.如权利要求1所述的方法，其中，参考量由至少一个单独的响应信号得出，所述至少一个单独的响应信号基于对接收自各个独立的叶片桨距系统的单独的响应信号进行的统计分析来选择。

5.如权利要求1所述的方法，其中，来自叶片桨距系统的响应信号与参考量的比较根据响应信号的衍生函数式或衍生统计值来进行。

6.如权利要求5所述的方法，其中，响应信号的衍生函数式是基于响应信号与指令信号之间的差异信号的。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包含：基于响应信号来监视误差信号，如果误差信号满足警报标准，产生报警信号。

8.如权利要求7所述的方法，其中，报警信号的检测产生对于桨距响应进行测试的请求，桨距响应的测试是基于来自叶片桨距系统的响应信号与参考量的比较的。

9.如权利要求8所述的方法，其中，桨距响应的测试在风力涡轮发电机连接到电网时进行。

10.如权利要求8所述的方法，其中，桨距响应的测试在风力涡轮发电机从电网断开时进行。

11.如权利要求1所述的方法，其中，指令信号包含时变测试信号。

12.如权利要求11所述的方法，其中，时变测试信号为包括正弦信号形式的测试信号、阶梯斜坡形式的测试信号以及线性斜坡形式的测试信号的组中的信号。

13.如权利要求11或12所述的方法，其中，测试信号采取多个信号段的形式。

14.一种桨距控制系统，其用于包含两个或更多个的转子叶片的风力涡轮发电机，所述两个或更多个的转子叶片包含用于操纵叶片桨距的叶片桨距系统，所述桨距控制系统包括：

-信号处理单元，用于将指令信号施加到叶片桨距系统，并从叶片桨距系统接收响应信号，指令信号代表希望的桨距系统动作，响应信号代表响应于指令信号以及希望的桨距系统动作而获得的实际桨距系统动作；以及

-测试单元，用于将来自叶片桨距系统的响应信号或其衍生值与参考量进行比较，

且其中，参考量由至少一个单独的响应信号得出。

15.一种包含两个或更多个的转子叶片的风力涡轮发电机，其中，所述两个或更多个的转子叶片包含叶片桨距系统，且其中，叶片桨距系统受到如权利要求14所述的桨距控制系统的控制。