JP2017101596A - Diagnosis vehicle for wind power generator and diagnosis system with diagnosis vehicle - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diagnosis vehicle for wind power generator and a diagnosis system including the diagnosis vehicle in which an inspecting person regularly visits a site, performs at once a precise diagnosis in reference to data got from a wind power generator, can perform a precise and timely estimation of necessity of maintenance or its time and the like, reduces a maintenance cost of generation business company and improves capacity factor.SOLUTION: This invention relates to a diagnosis vehicle for diagnosing at least one wind power generator comprising data inputting means for inputting data 1 concerning a wind power generator and a diagnosis means for diagnosing a state of the wind power generator under application of data 1.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、少なくとも１つの風力発電装置の診断を行う診断車両及びそれを備えた診断システムに関し、特に風力発電装置の定期的な精密診断を可能とする診断車両及びそれを備えた診断システムに関する。 The present invention relates to a diagnostic vehicle for diagnosing at least one wind turbine generator and a diagnostic system including the diagnostic vehicle, and more particularly to a diagnostic vehicle and a diagnostic system including the diagnostic vehicle that enable periodic precise diagnosis of the wind turbine generator.

近年、地球環境問題を解決するために再生可能エネルギーへの期待が高まっており、その中で風力発電は、太陽光発電と並んで注目されている。風力発電に限らず、発電所の設備は、故障した際に長時間停止することは消費者への影響が大きいので避けなければならず、また稼動を開始したら長期間の安定した動作を要求されるので、それらを可能とするためには日頃のメンテナンスが重要である。特に風力発電の場合、強い風を長時間受けることが可能な人里離れた場所に設置されるので現地までの移動が容易ではない、厳しい自然環境に晒されるので些細な不具合が故障に直結する可能性が高い等、メンテナンスに関する課題が多い。その一方で、経営的にはメンテナンス費用をできるだけ抑える必要があるので、効率的なメンテナンスが求められている。   In recent years, expectations for renewable energy are increasing in order to solve global environmental problems, and wind power generation is attracting attention along with solar power generation. In addition to wind power generation, power plant equipment must be stopped for a long time if it fails, because it has a great impact on consumers. Therefore, daily maintenance is important to make them possible. Especially in the case of wind power generation, since it is installed in a secluded place that can receive strong winds for a long time, it is not easy to move to the site, and it is exposed to the harsh natural environment, so minor problems directly lead to failure There are many problems related to maintenance such as high possibility. On the other hand, since it is necessary to keep the maintenance cost as low as possible for management, efficient maintenance is required.

風力発電装置では、風力を回転力に変換するブレード及びその回転力を電力に変換する変換装置を格納するナセルが支柱（タワー）の上に配設される。ナセルには変換装置としての増速機及び発電機並びに主軸等が格納されており、これらはドライブトレインと呼ばれている。このドライブトレインのメンテナンスでは、幾つかの診断手法による異常予知又は異常情報や、実際の損傷事実に基づき、発電事業者が修理業者を選定し、装置の取り外し及び修理依頼を行うケースが多く、発電事業者の簡便さを阻害し、メンテナンス時間及びメンテナンス費用の増大を招いている。このような問題の解決を図るべく、メンテナンスを行う業者による定期的な現地でのメンテナンスが実施されているが、さらなる改善を図る方法が提案されている。   In the wind turbine generator, a blade that converts wind power into rotational force and a nacelle that stores the converter that converts the rotational force into electric power are disposed on a column (tower). The nacelle stores a speed increaser, a generator, a main shaft, and the like as conversion devices, which are called a drive train. In this drivetrain maintenance, the power generation company selects a repair company based on the abnormal prediction or abnormality information by some diagnostic methods and the actual damage fact, and removes the equipment and requests repair. This hinders the convenience of the operator and causes an increase in maintenance time and maintenance costs. In order to solve such problems, regular on-site maintenance is carried out by a maintenance company, but a method for further improvement has been proposed.

例えば、特開２００６−３４２７６６号公報（特許文献１）では、風力発電装置の稼動実績は季節や月等により変化するが、定期的なメンテナンスはそれらを考慮せずに一定間隔で実施されるので、生涯トータルでのメンテナンス費用が必要以上に高額になってしまうということで、実際の稼動実績に応じたメンテナンス間隔でメンテナンスを行うことができる風力発電装置の監視装置を提案している。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-342766 (Patent Document 1), the operation performance of a wind turbine generator varies depending on the season, the month, etc., but periodic maintenance is performed at regular intervals without considering them. Therefore, we have proposed a monitoring device for wind power generators that can perform maintenance at maintenance intervals according to actual operating results because the total maintenance cost for the lifetime will be higher than necessary.

特開２００６−３４２７６６号公報JP 2006-342766 A

特許文献１に開示された装置では、風力発電装置の動作状況を示す計測データ（例えば、稼動時間、風車の回転回数等）を自動取得し、その計測データを用いてメンテナンスの必要性の有無を判定し、メンテナンスが必要と判定したら、直ちにメンテナンスを行っている。しかし、自動的に取得した計測データのみでメンテナンスの必要性を判定するのは専門家でも難しく、判定の精度が高くないと、装置の不具合を見落としてしまう可能性が高くなり、見落としにより故障が発生すると、結果として費用が増大してしまうことになる。また、分析や診断結果の発電事業者へのフィードバックが不定期で時間を要してしまうことになるので、発電事業者のニーズに合わせたサービスの提供が不十分となるおそれがある。これらのことを考慮すると、定期的な精密診断が有効であり、１回のメンテナンスで効率的で広範囲なメンテナンスが実施できれば、頻繁なメンテナンスを行う必要性が低減され、トータルでのメンテナンス費用を抑えることができる。しかし、このようなメンテナンスを実施するためには、複数の専用測定器等を現地に持ち込んで使用する必要がある。   In the apparatus disclosed in Patent Document 1, measurement data (for example, operating time, number of rotations of a windmill, etc.) indicating the operation status of the wind turbine generator is automatically acquired, and whether or not maintenance is necessary is determined using the measurement data. If it is determined that maintenance is necessary, maintenance is immediately performed. However, it is difficult even for an expert to determine the necessity of maintenance with only automatically acquired measurement data.If the accuracy of the determination is not high, there is a high possibility that a failure of the device will be overlooked. If it occurs, the cost will increase as a result. In addition, since the analysis and diagnosis results are fed back to the power generation company irregularly, it may take time, and there is a risk that the provision of services according to the needs of the power generation company may be insufficient. Considering these, periodic precision diagnosis is effective, and if efficient and wide-ranging maintenance can be performed with a single maintenance, the need for frequent maintenance is reduced and the total maintenance cost is reduced. be able to. However, in order to carry out such maintenance, it is necessary to bring a plurality of dedicated measuring instruments to the site for use.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、現地に定期的に訪れ、風力発電装置から取得されるデータから直ちに精密診断を行い、保全の必要性や時期等を精度良くタイムリーに予測することを可能とし、発電事業者のメンテナンス費用を削減し、設備利用率を向上する風力発電装置の診断車両及びそれを備えた診断システムを提供することにある。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and the object of the present invention is to regularly visit the site, perform a precise diagnosis immediately from the data acquired from the wind power generator, and the necessity and timing of maintenance. It is an object to provide a diagnostic vehicle for a wind turbine generator and a diagnostic system including the diagnostic vehicle, which can accurately and timely predict the power generation, reduce the maintenance cost of the power generation company, and improve the facility utilization rate.

本発明は、少なくとも１つの風力発電装置の診断を行う診断車両に関し、本発明の上記目的は、前記風力発電装置に関するデータ１を入力するデータ入力手段と、前記データ１を用いて前記風力発電装置の状態を診断する診断手段とを備えることにより達成される。   The present invention relates to a diagnostic vehicle for diagnosing at least one wind power generator, and the object of the present invention is to provide data input means for inputting data 1 related to the wind power generator, and the wind power generator using the data 1. This is achieved by providing a diagnostic means for diagnosing the condition.

本発明の上記目的は、前記診断手段で使用するパラメータを設定するパラメータ設定手段をさらに備えることにより、或いは前記データ１は少なくとも振動データを含むことにより、より効果的に達成される。   The above object of the present invention can be achieved more effectively by further comprising parameter setting means for setting parameters used in the diagnosis means, or when the data 1 includes at least vibration data.

また、本発明は、前記診断車両と前記風力発電装置の監視を行う監視システムとを備え、前記風力発電装置の診断を行う診断システムに関し、本発明の上記目的は、前記監視システムは、前記データ１及び前記風力発電装置に関するデータ２を取得するデータ取得手段と、前記データ１を記憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶手段に記憶されたデータ１を出力するデータ処理手段と、前記データ２を用いて前記風力発電装置の状態を監視する監視手段とを備え、前記診断車両のデータ入力手段は、前記データ処理手段から出力されるデータ１を入力することにより達成される。   In addition, the present invention relates to a diagnostic system that includes the diagnostic vehicle and a monitoring system that monitors the wind turbine generator, and that diagnoses the wind turbine generator, and the object of the present invention is to provide the monitoring system including the data 1 and data acquisition means for acquiring data 2 relating to the wind turbine generator, data storage means for storing the data 1, data processing means for outputting the data 1 stored in the data storage means, and the data 2 And monitoring means for monitoring the state of the wind turbine generator, and the data input means of the diagnostic vehicle is achieved by inputting data 1 output from the data processing means.

本発明の上記目的は、前記診断車両の診断手段は、前記監視システムの監視手段の監視結果も利用して、前記風力発電装置の状態を診断することにより、或いは前記監視システムはＣＭＳであることにより、より効果的に達成される。   The object of the present invention is that the diagnostic means of the diagnostic vehicle diagnoses the state of the wind turbine generator using the monitoring result of the monitoring means of the monitoring system, or the monitoring system is a CMS. Is achieved more effectively.

本発明に係る風力発電装置の診断車両及びそれを備えた診断システムによれば、風力発電装置の状態を診断するために必要な機器（手段）を搭載した専用の診断車両を使用することにより、現地でのドライブトレインの精密診断を定期的に行うことが可能となり、診断結果に基づいて保全の必要性や時期等を精度良くタイムリーに予測し、発電事業者にフィードバックすることにより、発電事業者のメンテナンス費用の削減及び設備利用率の向上を図ることができる。また、風力発電装置を監視する監視システムを連携して使用することにより、重大な不具合等を早期に発見し、迅速に対処することができる。   According to the diagnostic vehicle for a wind turbine generator and a diagnostic system including the same according to the present invention, by using a dedicated diagnostic vehicle equipped with equipment (means) necessary for diagnosing the state of the wind turbine generator, It is now possible to conduct on-site precision diagnosis of the drivetrain regularly, accurately predicting the necessity and timing of maintenance based on the diagnosis results in a timely manner and providing feedback to the power generation business. The maintenance cost of the operator can be reduced and the equipment utilization rate can be improved. In addition, by using a monitoring system for monitoring the wind power generator in cooperation, it is possible to find a serious malfunction at an early stage and deal with it quickly.

風車と本発明に係る診断車両の概要を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of a windmill and the diagnostic vehicle which concerns on this invention. 本発明の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of this invention. 本発明の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (1st Embodiment) of this invention. 風車と本発明に係る診断システムの概要を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing an outline of a windmill and a diagnostic system concerning the present invention. 本発明の構成例（第２実施形態）を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (2nd Embodiment) of this invention. 第２実施形態での監視システムの動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the monitoring system in 2nd Embodiment. 第２実施形態での診断車両におけるデータ入力の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the data input in the diagnostic vehicle in 2nd Embodiment. 複数の風力発電装置を診断する場合の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode in the case of diagnosing a several wind power generator.

本発明では、風力発電装置、特にナセル内に格納されているドライブトレインの状態監視及び診断を定期的なメンテナンスにより実施するために、専用の診断車両を使用する。ドライブトレインに設置されたセンサ等により振動データやブレードの回転数のデータ等（以下、「状態データ」とする）を検出し、それらの過去一定期間（例えば１週間）分のデータを診断車両に入力し、診断車両はそれらを分析し、さらに閾値との比較等によりドライブトレインでの異常（故障を含む）の発生の有無等を判定する。リアルタイムでの状態データを入力することも可能で、異常発生を確認した場合等で、そのリアルタイムの状態データを分析することにより、さらに詳細な診断を行うことができる。異常発生の有無を判定するための閾値として、通常は予め設定された閾値を使用するが、メンテナンス実施時の周囲環境や判定したい異常のレベル等に合わせて、メンテナンス作業者等が閾値を変更することも可能である。診断車両による分析結果及び診断結果は、表示手段等により発電事業者に適宜フィードバックすることができるので、発電事業者との情報共有が促進され、発電事業者の意向を踏まえた総合的な診断が可能となる。これにより、保全の必要性や時期を精度良くタイムリーに予測することができ、発電事業者のニーズに合わせたワンストップでのサービスを提供することが可能となる。   In the present invention, a dedicated diagnostic vehicle is used in order to carry out periodic monitoring and diagnosis of the wind train, particularly the drive train stored in the nacelle, by regular maintenance. Vibration data, blade rotation speed data, etc. (hereinafter referred to as “status data”) are detected by a sensor installed in the drive train, and the data for a certain period of time (for example, one week) is stored in the diagnostic vehicle. Then, the diagnostic vehicle analyzes them, and further determines whether or not an abnormality (including failure) has occurred in the drive train by comparing with a threshold value or the like. It is also possible to input real-time state data, and when the occurrence of an abnormality is confirmed, a more detailed diagnosis can be performed by analyzing the real-time state data. Normally, a preset threshold value is used as a threshold value for determining whether or not an abnormality has occurred. However, a maintenance worker or the like changes the threshold value according to the ambient environment at the time of maintenance or the level of abnormality to be determined. It is also possible. The analysis results and diagnosis results from the diagnostic vehicle can be fed back to the power generation company as appropriate by means of display means, etc., so that information sharing with the power generation company is promoted and comprehensive diagnosis based on the intention of the power generation company is made. It becomes possible. As a result, it is possible to accurately and timely predict the necessity and timing of maintenance, and it is possible to provide a one-stop service that meets the needs of power generation companies.

本発明では、風力発電装置用の状態監視システム（Condition Monitoring System：ＣＭＳ）や監視制御システム（Supervisory Control And Data Acquisition：ＳＣＡＤＡ）等の監視システムと上記の診断車両とを連携させた診断システムによっても風力発電装置の状態監視及び診断を行っている。監視システムが常時取得するマクロな状態データを分析することにより、重大不具合等が発生した場合に迅速に発見及び対処することができるので、診断車両による定期的な精密診断では対応が難しい状況をカバーすることができる。また、診断車両が監視システムより状態データを入手することにより、設備の共有化を図っている。さらに、監視システムでの監視結果を診断車両での診断に利用することも可能で、これにより診断の精度を向上することができる。一方、診断車両が入力する状態データや分析及び診断結果は、診断車両内での使用に留めている。それらのデータを、例えば監視システムにおいて適切なタイミングで利用しようとした場合、前記データ類を遠方のデータ処理施設へ無線手段等で送信して解析等を行うことが考えられるが、重要かつ秘匿データを扱う場合、データ消失やデータ漏洩等の問題が生じるため好ましくない。本発明では、診断車両に入力される状態データや、これを用いた分析データ、及び分析データから求められた診断結果等は、診断車両内で処理が完結される。   In the present invention, a diagnosis system in which a monitoring system such as a condition monitoring system (Condition Monitoring System: CMS) or a monitoring control system (Supervisory Control And Data Acquisition: SCADA) for wind power generators and the above-described diagnostic vehicle are linked. Monitoring and diagnosis of wind power generators. By analyzing macro status data that is constantly acquired by the monitoring system, it is possible to quickly find and deal with serious malfunctions, etc., so it is possible to cover situations where it is difficult to respond with periodic precision diagnosis using a diagnostic vehicle. can do. Moreover, the diagnosis vehicle acquires state data from the monitoring system to share equipment. Furthermore, the monitoring result in the monitoring system can be used for diagnosis in the diagnostic vehicle, thereby improving the accuracy of diagnosis. On the other hand, state data, analysis, and diagnosis results input by the diagnostic vehicle are only used in the diagnostic vehicle. If such data is to be used at an appropriate timing in a monitoring system, for example, the data may be transmitted to a remote data processing facility by wireless means for analysis, but important and confidential data Is not preferable because it causes problems such as data loss and data leakage. In the present invention, the status data input to the diagnostic vehicle, the analysis data using the status data, the diagnosis result obtained from the analysis data, and the like are completely processed in the diagnostic vehicle.

なお、状態データとして、振動データや回転数の他に、温度や発電量等を含めても良い。また、状態データをセンサ等から自動的に取得するだけではなく、手動で入力したり修正したりしても良い。   The state data may include temperature, power generation amount, etc. in addition to vibration data and rotation speed. In addition to automatically acquiring status data from a sensor or the like, it may be manually input or corrected.

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、診断車両を使用してドライブトレインの状態監視及び診断を行う実施形態について説明する。   First, an embodiment for performing drive train state monitoring and diagnosis using a diagnostic vehicle will be described.

本実施形態（第１実施形態）では、状態データとして振動データ及び回転数（回転数データ）を使用する。図１に示されるように、風力発電装置の主装置である風車１には、タワー９の上端部にナセル３が設置されており、ナセル３内にはドライブトレインを構成する主軸４、軸受５、増速機６及び発電機７が格納されている。このドライブトレインの振動及びブレード２や発電機７の回転数をセンサ（図示せず）で検出する。状態データは常時検出され、ドライブトレインとは別に用意されたデータ格納装置８に格納されるが、格納できる最大データ量は決まっているので、診断車両１０が診断のために使用する際に直近の一定期間（例えば１週間）の状態データが使用できるように、古い状態データは破棄（又は上書き）して状態データを格納していく。データ格納装置８に格納された状態データは、有線若しくは無線、又は記憶媒体を介して診断車両１０に入力される。データ格納装置８は、検出された状態データを、直接、診断車両１０に出力することもできる。これにより、診断車両１０はリアルタイムでの状態データも取得することができる。   In the present embodiment (first embodiment), vibration data and rotation speed (rotation speed data) are used as state data. As shown in FIG. 1, a wind turbine 1 that is a main device of a wind turbine generator is provided with a nacelle 3 at an upper end portion of a tower 9. In the nacelle 3, a main shaft 4 and a bearing 5 constituting a drive train. The speed increaser 6 and the generator 7 are stored. The vibration of the drive train and the rotation speed of the blade 2 and the generator 7 are detected by a sensor (not shown). The state data is always detected and stored in the data storage device 8 prepared separately from the drive train. However, since the maximum amount of data that can be stored is determined, the most recent data is used when the diagnostic vehicle 10 is used for diagnosis. The old state data is discarded (or overwritten) and the state data is stored so that the state data for a certain period (for example, one week) can be used. The state data stored in the data storage device 8 is input to the diagnostic vehicle 10 via a wired or wireless or storage medium. The data storage device 8 can also output the detected state data directly to the diagnostic vehicle 10. Thereby, the diagnostic vehicle 10 can also acquire state data in real time.

第１実施形態の構成例を図２に示す。図２は、ドライブトレインの診断を行うための診断車両１０の構成例を示すブロック図であり、診断車両１０は、データ入力部（データ入力手段）１１０、パラメータ設定部（パラメータ設定手段）１２０、診断部（診断手段）１３０及び表示部１４０を備える。   A configuration example of the first embodiment is shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the diagnostic vehicle 10 for diagnosing a drive train. The diagnostic vehicle 10 includes a data input unit (data input unit) 110, a parameter setting unit (parameter setting unit) 120, A diagnosis unit (diagnosis unit) 130 and a display unit 140 are provided.

データ入力部１１０は、ナセル３内のデータ格納装置８に格納された振動データＦｄ及び回転数データωｄを入力し、診断部１３０に出力する。状態データ（振動データＦｄ、回転数データωｄ）がデータ格納装置８から無線で送信される場合、データ入力部１１０は無線受信機として機能して状態データを受信する。   The data input unit 110 inputs the vibration data Fd and the rotation speed data ωd stored in the data storage device 8 in the nacelle 3 and outputs them to the diagnosis unit 130. When the state data (vibration data Fd, rotation speed data ωd) is wirelessly transmitted from the data storage device 8, the data input unit 110 functions as a wireless receiver and receives the state data.

診断部１３０は、状態データを用いてドライブトレインの状態監視及び診断を行う。状態監視として、振動データＦｄ自体を表示部１４０で波形として表示する他に、振動データＦｄに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等による周波数分析を行う。振動データＦｄに含まれる周波数成分を観察することにより、異常な周波数成分の存在等を確認することができる。回転数データωｄについても、回転数だけではなく、回転数から回転加速度等を算出し、さらに回転数や回転加速度に対して周波数分析を行い、それらを状態監視に使用する。これらの状態監視のためのデータは状態監視データＣｍとして出力される。なお、周波数分析だけではなく、エンベロープ分析等を行っても良い。状態診断では、状態データに対して閾値を設定し、状態データが閾値を超えた場合、異常が発生したと判定する。閾値を複数設定し、段階的に異常のレベルを上げていくことも可能である。閾値は予め設定されているが、パラメータ設定部１２０にて設定することも可能である。なお、状態データだけではなく、状態監視データＣｍ又は状態監視データＣｍから算出されるデータ、例えば低周波成分のパワーや周波数成分のピーク値等に対して閾値を設定し、状態診断に使用しても良い。状態診断の結果は、診断結果Ｃｒとして出力される。   The diagnosis unit 130 performs state monitoring and diagnosis of the drive train using the state data. As state monitoring, in addition to displaying the vibration data Fd itself as a waveform on the display unit 140, the vibration data Fd is subjected to frequency analysis by fast Fourier transform (FFT) or the like. By observing the frequency component included in the vibration data Fd, the presence of an abnormal frequency component can be confirmed. As for the rotational speed data ωd, not only the rotational speed but also rotational acceleration or the like is calculated from the rotational speed, and frequency analysis is further performed on the rotational speed and rotational acceleration, and these are used for state monitoring. These state monitoring data are output as state monitoring data Cm. In addition to frequency analysis, envelope analysis or the like may be performed. In the state diagnosis, a threshold is set for the state data, and when the state data exceeds the threshold, it is determined that an abnormality has occurred. It is also possible to set a plurality of thresholds and raise the level of abnormality step by step. Although the threshold is set in advance, it can also be set by the parameter setting unit 120. Note that not only the status data but also the status monitoring data Cm or data calculated from the status monitoring data Cm, for example, the power of the low frequency component, the peak value of the frequency component, etc., are used for status diagnosis. Also good. The result of the state diagnosis is output as a diagnosis result Cr.

パラメータ設定部１２０は、診断部１３０での状態診断に使用する閾値を設定する。上述のように、状態診断での閾値は予め設定されているが、パラメータ設定部１２０で設定された閾値を診断部１３０に入力し、閾値を変更することができる。例えば強風により通常の閾値では誤判定が多くなりそうな場合や通常よりも厳しい判定を行いたい場合等で閾値を変更するときに使用する。設定する閾値を入力する手段（例えばキーボード等）をパラメータ設定部１２０は備えており、メンテナンス作業者等が閾値を入力する。振動データＦｄに対する閾値ＴＨｆ及び回転数データωｄに対する閾値ＴＨωがパラメータ設定部１２０で設定され、診断部１３０に出力される。なお、パラメータ設定部１２０は、状態診断に使用する閾値だけではなく、状態監視で行う周波数分析のパラメータの設定も行っても良い。   The parameter setting unit 120 sets a threshold value used for state diagnosis in the diagnosis unit 130. As described above, the threshold value in the state diagnosis is set in advance, but the threshold value set by the parameter setting unit 120 can be input to the diagnosis unit 130 to change the threshold value. For example, it is used to change the threshold when there is a possibility that misjudgments are likely to increase with a normal threshold due to strong winds or when it is desired to make a stricter determination than usual. The parameter setting unit 120 includes means (for example, a keyboard) for inputting a threshold value to be set, and a maintenance worker or the like inputs the threshold value. The threshold value THf for the vibration data Fd and the threshold value THω for the rotational speed data ωd are set by the parameter setting unit 120 and output to the diagnosis unit 130. The parameter setting unit 120 may set not only the threshold value used for the state diagnosis but also the parameter for frequency analysis performed in the state monitoring.

表示部１４０は、診断部１３０から出力される状態監視データＣｍ及び診断結果Ｃｒを表示する。振動データＦｄの波形やＦＦＴ分析結果、回転数データωｄや回転加速度の時間変化のグラフ、異常発生の有無や発生時刻等をディスプレイに表示する。ディスプレイに表示するだけではなく、プリントアウトできるようにしても良い。これにより、発電事業者にも情報を提供することができ、幅広い診断を行うことができる。   The display unit 140 displays the state monitoring data Cm output from the diagnosis unit 130 and the diagnosis result Cr. The waveform of the vibration data Fd, the FFT analysis result, the rotational speed data ωd, the graph of the temporal change of the rotational acceleration, the presence / absence of occurrence of abnormality, the occurrence time, etc. are displayed on the display. In addition to displaying on the display, it may be possible to print out. Thereby, information can be provided also to a power generation company, and a wide range of diagnosis can be performed.

このような構成において、その動作例について図３のフローチャートを参照して説明する。   In such a configuration, an example of the operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

データ格納装置８からの振動データＦｄ及び回転数データωｄはデータ入力部１１０に入力され（ステップＳ１０）、データ入力部１１０はそれらを診断部１３０に出力する。   The vibration data Fd and the rotational speed data ωd from the data storage device 8 are input to the data input unit 110 (step S10), and the data input unit 110 outputs them to the diagnosis unit 130.

パラメータ設定部１２０は、振動データＦｄに対する閾値ＴＨｆ及び／又は回転数データに対する閾値ＴＨωが入力された場合（ステップＳ２０）、それらを診断部１３０に出力し、診断部１３０は、設定されている閾値を、入力された閾値に変更する（ステップＳ３０）。   When the threshold value THf for the vibration data Fd and / or the threshold value THω for the rotational speed data are input (step S20), the parameter setting unit 120 outputs them to the diagnosis unit 130, and the diagnosis unit 130 sets the set threshold value. Is changed to the input threshold value (step S30).

診断部１３０は、状態監視のために、振動データＦｄに対して周波数分析を行い、回転数データωｄから回転加速度を算出し、回転数や回転加速度に対して周波数分析を行い、これらを状態監視データＣｍとして出力する（ステップＳ４０）。また、閾値ＴＨｆを超えている振動データＦｄが存在する場合（ステップＳ５０）、その時刻及び振動データ異常のメッセージを診断結果Ｃｒに含める（ステップＳ６０）。同様に、閾値ＴＨωを超えている回転数データωｄが存在する場合（ステップＳ７０）、その時刻及び回転数データ異常のメッセージを診断結果Ｃｒに含める（ステップＳ８０）。診断結果Ｃｒは、状態監視データＣｍと共に表示部１４０に入力される。   The diagnosis unit 130 performs frequency analysis on the vibration data Fd for condition monitoring, calculates rotational acceleration from the rotational speed data ωd, performs frequency analysis on the rotational speed and rotational acceleration, and monitors these conditions. Output as data Cm (step S40). If vibration data Fd exceeding the threshold THf exists (step S50), the time and vibration data abnormality message are included in the diagnosis result Cr (step S60). Similarly, when there is rotation speed data ωd that exceeds the threshold THω (step S70), a message of the time and rotation speed data abnormality is included in the diagnosis result Cr (step S80). The diagnosis result Cr is input to the display unit 140 together with the state monitoring data Cm.

表示部１４０は、状態監視データＣｍ及び診断結果Ｃｒをディスプレイに表示する（ステップＳ９０）。   The display unit 140 displays the state monitoring data Cm and the diagnosis result Cr on the display (step S90).

なお、状態診断で使用する閾値を変更する必要がない場合、パラメータ設定部１２０は不要である。また、状態診断において、過去の状態監視データを使用するようにしても良い。例えば、風力発電装置が正常に動作しているときの状態監視データを保持しておき、それと最新の状態監視データとを比較し、大きく異なる箇所が一定数以上ある場合、異常と判定するようにしても良い。状態監視データだけではなく、状態監視データから算出されるデータや診断結果等、診断車両で取り扱うデータを保持する機能を追加しても良い。これにより、幅広い分析及び診断を行うことができる。   When there is no need to change the threshold value used in the state diagnosis, the parameter setting unit 120 is not necessary. In the state diagnosis, past state monitoring data may be used. For example, the state monitoring data when the wind turbine generator is operating normally is retained, and it is compared with the latest state monitoring data. If there are more than a certain number of greatly different locations, it is determined that there is an abnormality. May be. In addition to the state monitoring data, a function for holding data handled by the diagnostic vehicle such as data calculated from the state monitoring data and diagnosis results may be added. Thereby, a wide range of analysis and diagnosis can be performed.

診断車両１０の診断部１３０において、軸受余寿命予測、即ち軸受が使用可能な残り期間の予測を行っても良い。例えば稼動開始時点からの軸受の振動データを保持しておき、振動データの経年変化を分析することにより、軸受余寿命を予測する。これにより、適切なタイミングで部品交換を実施する等、メンテナンスの質の向上が図れる。軸受だけではなく、主軸等の余寿命を、振動データを含む状態データから予測するようにしても良い。   The diagnosis unit 130 of the diagnosis vehicle 10 may perform a remaining bearing life prediction, that is, a prediction of a remaining period in which the bearing can be used. For example, bearing vibration data from the start of operation is retained, and the remaining life of the bearing is predicted by analyzing the secular change of the vibration data. As a result, the quality of maintenance can be improved, for example, by replacing parts at an appropriate timing. The remaining life of not only the bearing but also the main shaft or the like may be predicted from state data including vibration data.

次に、監視システムと診断車両とを連携した診断システムの実施形態について説明する。   Next, an embodiment of a diagnostic system in which a monitoring system and a diagnostic vehicle are linked will be described.

本実施形態（第２実施形態）では、監視システムが風力発電装置の状態監視及び診断を常時行い、診断車両が定期的なメンテナンスで精密診断を行う。監視システムでは、図４に示されるように、ナセル３内に設置されるデータ管理部２１０が状態データを取得し、それを、風力発電装置を一元管理する監視センター３０等に設置される監視部（監視手段）２２０に送信し、監視部２２０にて風力発電装置の監視を行う。これにより、風力発電装置が設置してある現地まで行かずに状態データが取得できるので、状態監視及び診断を常時行うことができる。また、データ管理部２１０で取得される状態データの一部は診断車両１１にも送信される。診断車両１１は、状態データが必要なときにはデータ管理部２１０に要求信号を送信する。   In the present embodiment (second embodiment), the monitoring system constantly monitors and diagnoses the state of the wind turbine generator, and the diagnostic vehicle performs precise diagnosis with regular maintenance. In the monitoring system, as shown in FIG. 4, the data management unit 210 installed in the nacelle 3 acquires the state data, and the monitoring unit is installed in the monitoring center 30 or the like that centrally manages the wind power generator. (Monitoring means) 220 and the monitoring unit 220 monitors the wind power generator. Thereby, since state data can be acquired without going to the site where the wind turbine generator is installed, state monitoring and diagnosis can always be performed. A part of the state data acquired by the data management unit 210 is also transmitted to the diagnostic vehicle 11. The diagnostic vehicle 11 transmits a request signal to the data management unit 210 when state data is required.

第２実施形態の構成例を図５に示す。上述のように、データ管理部２１０及び監視部２２０で監視システム２０が構成されている。データ管理部２１０はデータ取得部（データ取得手段）２１１、データ記憶部（データ記憶手段）２１２及びデータ処理部（データ処理手段）２１３を備え、監視部２２０はデータ受信部２２１及び状態分析部２２２を備える。診断車両１１は、図２に示される第１実施形態での診断車両１０と比べると、信号出力部１５０が追加され、診断部１３１から信号出力部１５０にデータ要求指令Ｒｄが出力されている。診断車両１１の他の構成及び動作は第１実施形態と同じであるから、説明は省略する。なお、第２実施形態でも、状態データとして振動データ及び回転数（回転数データ）を使用する。   A configuration example of the second embodiment is shown in FIG. As described above, the data management unit 210 and the monitoring unit 220 constitute the monitoring system 20. The data management unit 210 includes a data acquisition unit (data acquisition unit) 211, a data storage unit (data storage unit) 212, and a data processing unit (data processing unit) 213, and the monitoring unit 220 includes a data reception unit 221 and a state analysis unit 222. Is provided. Compared to the diagnostic vehicle 10 in the first embodiment shown in FIG. 2, the diagnostic vehicle 11 has a signal output unit 150 added thereto, and a data request command Rd is output from the diagnostic unit 131 to the signal output unit 150. Since the other structure and operation | movement of the diagnostic vehicle 11 are the same as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted. In the second embodiment, vibration data and rotation speed (rotation speed data) are used as state data.

データ管理部２１０内のデータ取得部２１１は、ナセル３内に設置されたセンサ（図示せず）にて検出される振動データＦ及び回転数データωを入力し、データ記憶部２１２及びデータ処理部２１３に出力する。   A data acquisition unit 211 in the data management unit 210 inputs vibration data F and rotation speed data ω detected by a sensor (not shown) installed in the nacelle 3, and a data storage unit 212 and a data processing unit To 213.

データ記憶部２１２は、診断車両１１での状態監視及び診断で使用するために、データ取得部２１１から出力される状態データ（振動データＦ、回転数データω）を記憶する。但し、データ記憶部２１２が記憶可能な最大データ量は決まっているので、記憶する状態データの量が最大データ量を超える場合、古い状態データは破棄（又は上書き）して新しい状態データを記憶していく。   The data storage unit 212 stores state data (vibration data F, rotation speed data ω) output from the data acquisition unit 211 for use in state monitoring and diagnosis in the diagnostic vehicle 11. However, since the maximum amount of data that can be stored in the data storage unit 212 is determined, if the amount of state data to be stored exceeds the maximum amount of data, the old state data is discarded (or overwritten) and the new state data is stored. To go.

データ処理部２１３は、データ取得部２１１から出力される状態データのマクロなデータを、振動データＦｍ及び回転数データωｍとして送信する。また、データ処理部２１３は、診断車両１１から送信されるデータ要求信号Ｓｄを受信したら、データ記憶部２１２に記憶されている振動データＦｄ及び回転数データωｄを読み出し、診断車両１１に送信する。   The data processing unit 213 transmits macro data of the state data output from the data acquisition unit 211 as vibration data Fm and rotation speed data ωm. In addition, when the data processing unit 213 receives the data request signal Sd transmitted from the diagnostic vehicle 11, the data processing unit 213 reads the vibration data Fd and the rotation speed data ωd stored in the data storage unit 212 and transmits them to the diagnostic vehicle 11.

監視部２２０内のデータ受信部２２１は、データ処理部２１３から送信される振動データＦｍ及び回転数データωｍを受信し、状態分析部２２２に出力する。   The data reception unit 221 in the monitoring unit 220 receives the vibration data Fm and the rotation speed data ωm transmitted from the data processing unit 213 and outputs them to the state analysis unit 222.

状態分析部２２２は、入力される振動データＦｍ及び回転数データωｍを用いて風力発電装置、特にドライブトレインの状態監視及び診断を行う。風力発電装置用のＣＭＳやＳＣＡＤＡで行われている監視処理（例えば波形表示、周波数分析等）が実施される。   The state analysis unit 222 monitors and diagnoses the state of the wind turbine generator, particularly the drive train, using the input vibration data Fm and rotation speed data ωm. Monitoring processing (for example, waveform display, frequency analysis, etc.) performed by CMS or SCADA for wind power generators is performed.

診断車両１１内の診断部１３１は、第１実施形態での診断車両１０内の診断部１３０と同様の状態監視及び診断を行うが、状態監視及び診断の実施に際して、使用する状態データを取得するために、データ要求指令Ｒｄを信号出力部１５０に出力する。信号出力部１５０は、データ要求指令Ｒｄを入力したら、データ要求信号Ｓｄをデータ管理部２１０内のデータ処理部２１３に送信する。   The diagnosis unit 131 in the diagnosis vehicle 11 performs state monitoring and diagnosis similar to the diagnosis unit 130 in the diagnosis vehicle 10 in the first embodiment, but acquires state data to be used when performing state monitoring and diagnosis. Therefore, the data request command Rd is output to the signal output unit 150. When receiving the data request command Rd, the signal output unit 150 transmits the data request signal Sd to the data processing unit 213 in the data management unit 210.

このような構成において、その動作例について図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。   In such a configuration, an example of the operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

図６は監視システム２０の動作例を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the monitoring system 20.

データ管理部２１０では、データ取得部２１１が、センサにて検出された振動データＦ及び回転数データωを入力する（ステップＳ１１０）。振動データＦ及び回転数データωはデータ記憶部２１２に記憶される（ステップＳ１２０）と共に、データ処理部２１３に入力される。データ処理部２１３は、振動データＦ及び回転数データωのマクロなデータである振動データＦｍ及び回転数データωｍを監視部２２０に送信する（ステップＳ１３０）。また、診断車両１１からのデータ要求信号Ｓｄを受信したら（ステップＳ１４０）、データ記憶部２１２に記憶されている振動データＦｄ及び回転数データωｄを読み出し、診断車両１１に送信する（ステップＳ１５０）。   In the data management unit 210, the data acquisition unit 211 inputs the vibration data F and the rotation speed data ω detected by the sensor (step S110). The vibration data F and the rotational speed data ω are stored in the data storage unit 212 (step S120) and input to the data processing unit 213. The data processing unit 213 transmits the vibration data Fm and the rotation speed data ωm, which are macro data of the vibration data F and the rotation speed data ω, to the monitoring unit 220 (step S130). When the data request signal Sd from the diagnostic vehicle 11 is received (step S140), the vibration data Fd and the rotational speed data ωd stored in the data storage unit 212 are read out and transmitted to the diagnostic vehicle 11 (step S150).

監視部２２０では、データ受信部２２１が振動データＦｍ及び回転数データωｍを受信する（ステップＳ１６０）。振動データＦｍ及び回転数データωｍは状態分析部２２２に入力され、状態分析部２２２は振動データＦｍ及び回転数データωｍを用いて状態監視及び診断を行う（ステップＳ１７０）。   In the monitoring unit 220, the data receiving unit 221 receives the vibration data Fm and the rotation speed data ωm (step S160). The vibration data Fm and the rotational speed data ωm are input to the state analysis unit 222, and the state analysis unit 222 performs state monitoring and diagnosis using the vibration data Fm and the rotational speed data ωm (step S170).

診断車両１１の動作は、図３に示される第１実施形態の動作例の中の振動データ及び回転数データの入力（ステップＳ１０）の動作が異なるのみで、他の動作は同じである。この診断車両１１での振動データ及び回転数データの入力の動作例を図７に示す。   The operation of the diagnostic vehicle 11 is the same as that of the operation example of the first embodiment shown in FIG. 3 except that the operation of inputting vibration data and rotation speed data (step S10) is different. An example of the operation of inputting vibration data and rotation speed data in the diagnostic vehicle 11 is shown in FIG.

外部からのボタン操作等によりドライブトレインの状態監視及び診断の開始が指示されたら、診断部１３１はデータ要求指令Ｒｄを出力する（ステップＳ２１０）。データ要求指令Ｒｄは信号出力部１５０に入力され、信号出力部１５０はデータ要求信号Ｓｄを監視システム２０内のデータ管理部２１０に送信する（ステップＳ２２０）。そして、データ管理部２１０が上記のステップＳ１５０で振動データＦｄ及び回転数データωｄを送信したら、データ入力部１１０が受信する（ステップＳ２３０）。   When the drive train state monitoring and the start of diagnosis are instructed by an external button operation or the like, the diagnosis unit 131 outputs a data request command Rd (step S210). The data request command Rd is input to the signal output unit 150, and the signal output unit 150 transmits the data request signal Sd to the data management unit 210 in the monitoring system 20 (step S220). When the data management unit 210 transmits the vibration data Fd and the rotation speed data ωd in step S150, the data input unit 110 receives the data (step S230).

なお、監視システム２０及び診断車両１１では状態データとして振動データ及び回転数データを使用しているが、監視システム２０と診断車両１１とで違う種類の状態データを使用しても良い。その場合、データ取得部２１１は両方で使用する状態データを取得し、監視部２２０で使用する状態データはデータ処理部２１３に、診断車両１１で使用する状態データはデータ記憶部２１２にそれぞれ出力することになる。   Although the monitoring system 20 and the diagnostic vehicle 11 use vibration data and rotation speed data as the status data, different types of status data may be used for the monitoring system 20 and the diagnostic vehicle 11. In that case, the data acquisition unit 211 acquires the state data used in both, the state data used in the monitoring unit 220 is output to the data processing unit 213, and the state data used in the diagnostic vehicle 11 is output to the data storage unit 212. It will be.

また、診断車両１１が状態監視及び診断を実施する際に、監視システム２０の監視結果を利用しても良い。例えば、監視システム２０が異常と判定した時刻において、その前後の状態データのより詳細な診断を診断車両１１が実施するようにしても良いし、監視システム２０の長期間の監視結果に基づいて診断車両１１の状態診断で使用する閾値を決定しても良い。   Further, when the diagnostic vehicle 11 performs state monitoring and diagnosis, the monitoring result of the monitoring system 20 may be used. For example, at the time when the monitoring system 20 determines that there is an abnormality, the diagnostic vehicle 11 may perform a more detailed diagnosis of the state data before and after that, or based on a long-term monitoring result of the monitoring system 20 You may determine the threshold value used by the state diagnosis of the vehicle 11. FIG.

上記の実施形態（第１実施形態、第２実施形態）での診断車両は、複数の風力発電装置の状態監視及び診断を行うようにしても良い。この場合、図８に示されるように、診断車両１２は、対象となる風力発電装置を順番に診断するが、例えば、監視システムにて異常と判定された風力発電装置を優先的に診断するようにしても良い。また、他の風力発電装置の状態監視データを利用して、状態診断を行うようにしても良い。例えば、複数の風力発電装置の状態監視データの中で突出した値を示す状態監視データが存在する場合、その状態監視データに対応する風力発電装置に異常が発生していると判断するようにしても良い。   The diagnostic vehicle in the above embodiment (first embodiment, second embodiment) may perform state monitoring and diagnosis of a plurality of wind turbine generators. In this case, as shown in FIG. 8, the diagnostic vehicle 12 diagnoses the target wind turbine generator in order. For example, the diagnostic vehicle 12 preferentially diagnoses the wind turbine generator determined to be abnormal by the monitoring system. Anyway. Moreover, you may make it perform a state diagnosis using the state monitoring data of another wind power generator. For example, when there is state monitoring data indicating a prominent value among the state monitoring data of a plurality of wind turbine generators, it is determined that an abnormality has occurred in the wind turbine generator corresponding to the state monitoring data. Also good.

１、１−１、１−２、１−ｎ 風車
２ ブレード
３ ナセル
８ データ格納装置
１０、１１、１２ 診断車両
２０ 監視システム
１１０ データ入力部
１２０ パラメータ設定部
１３０、１３１ 診断部
１４０ 表示部
１５０ 信号出力部
２１０ データ管理部
２１１ データ取得部
２１２ データ記憶部
２１３ データ処理部
２２０ 監視部
２２１ データ受信部
２２２ 状態分析部
1, 1-1, 1-2, 1-n windmill 2 blade 3 nacelle 8 data storage device 10, 11, 12 diagnostic vehicle 20 monitoring system 110 data input unit 120 parameter setting unit 130, 131 diagnostic unit 140 display unit 150 signal Output unit 210 Data management unit 211 Data acquisition unit 212 Data storage unit 213 Data processing unit 220 Monitoring unit 221 Data reception unit 222 State analysis unit

Claims (6)

少なくとも１つの風力発電装置の診断を行う診断車両であって、
前記風力発電装置に関するデータ１を入力するデータ入力手段と、
前記データ１を用いて前記風力発電装置の状態を診断する診断手段とを備えることを特徴とする診断車両。 A diagnostic vehicle for diagnosing at least one wind turbine generator,
Data input means for inputting data 1 relating to the wind turbine generator;
A diagnostic vehicle comprising diagnostic means for diagnosing the state of the wind turbine generator using the data 1. 前記診断手段で使用するパラメータを設定するパラメータ設定手段をさらに備える請求項１に記載の診断車両。   The diagnostic vehicle according to claim 1, further comprising parameter setting means for setting parameters used by the diagnostic means. 前記データ１は少なくとも振動データを含む請求項１又は２に記載の診断車両。   The diagnostic vehicle according to claim 1, wherein the data 1 includes at least vibration data. 請求項１乃至３のいずれかに記載の診断車両と前記風力発電装置の監視を行う監視システムとを備え、前記風力発電装置の診断を行う診断システムであって、
前記監視システムは、前記データ１及び前記風力発電装置に関するデータ２を取得するデータ取得手段と、前記データ１を記憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶手段に記憶されたデータ１を出力するデータ処理手段と、前記データ２を用いて前記風力発電装置の状態を監視する監視手段とを備え、
前記診断車両のデータ入力手段は、前記データ処理手段から出力されるデータ１を入力する風力発電装置の診断システム。 A diagnostic system comprising the diagnostic vehicle according to any one of claims 1 to 3 and a monitoring system for monitoring the wind power generator, and diagnosing the wind power generator,
The monitoring system includes a data acquisition unit that acquires the data 1 and data 2 related to the wind turbine generator, a data storage unit that stores the data 1, and a data process that outputs the data 1 stored in the data storage unit Means, and monitoring means for monitoring the state of the wind turbine generator using the data 2;
A diagnostic system for a wind turbine generator, wherein the data input means of the diagnostic vehicle inputs data 1 output from the data processing means. 前記診断車両の診断手段は、
前記監視システムの監視手段の監視結果も利用して、前記風力発電装置の状態を診断する請求項４に記載の診断システム。 The diagnostic means for the diagnostic vehicle comprises:
The diagnosis system according to claim 4, wherein the state of the wind turbine generator is diagnosed also using a monitoring result of a monitoring unit of the monitoring system. 前記監視システムはＣＭＳである請求項４又は５に記載の診断システム。

The diagnostic system according to claim 4 or 5, wherein the monitoring system is a CMS.

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