包括傳動(dòng)系統(tǒng)、齒輪箱和發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的剩余使用壽命的確定的制作方法
【專利摘要】一種用于預(yù)測風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的剩余使用壽命的方法在步驟116確定針對(duì)渦輪機(jī)或其組件的EOH并且在步驟118將其與在步驟114所獲得的EOH極限值進(jìn)行比較。該方法提供了一個(gè)簡單方式以估計(jì)剩余使用壽命，為渦輪機(jī)操作者給出對(duì)管理下的渦輪機(jī)或發(fā)電廠的狀態(tài)的指示。
【專利說明】包括傳動(dòng)系統(tǒng)、齒輪箱和發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的剩余使用壽命的確定
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定包括傳動(dòng)系統(tǒng)、齒輪箱以及發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的剩余使用壽命的方法。該方法涉及確定針對(duì)機(jī)械的等效工作小時(shí)(Equivalent Operating Hours)限制并將其與針對(duì)機(jī)械的等效工作小時(shí)值比較。特別地，其涉及用于確定風(fēng)力和水力渦輪機(jī)及其組件的剩余使用壽命的方法，以及使用這些數(shù)據(jù)來操作和管理渦輪機(jī)設(shè)備。
[0002]雖然風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱的設(shè)計(jì)壽命通常超過20年，然而風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪箱在四到五年內(nèi)發(fā)生故障并不鮮見。這是因?yàn)槭Ｓ嗍褂脡勖?RUL)計(jì)算程序是基于假定的運(yùn)行配置，而在運(yùn)行中，實(shí)際的配置可能非常不同。
[0003]監(jiān)測與風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)，并確定何時(shí)這些參數(shù)移到操作窗口外，可能表明需要某種維護(hù)或調(diào)查。被監(jiān)測的運(yùn)行參數(shù)可以包括潤滑溫度、潤滑磨屑、振動(dòng)以及功率輸出。
[0004]振動(dòng)通常由狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)所測量。一般來說，相比基準(zhǔn)的大的振動(dòng)表示損害。
[0005]振動(dòng)分析通常依賴于由傳感器所提供的測量超過預(yù)定的閾值，如果閾值被設(shè)置得太低其容易出現(xiàn)假警報(bào)。閾值水平不一定是恒定的并可能會(huì)隨頻率(及因此的速度)發(fā)生變化。沖擊和外來振動(dòng)的存在意味著該閾值水平必須被設(shè)置得足夠高以最小化假警報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該閾值必須足夠高以避免傳感器性能由在其生命周期內(nèi)可能發(fā)生的“蠕變(creep)”所造成的任何負(fù)面影響。此外，與故障或損害相關(guān)的振動(dòng)和那些不表明故障或損害的振動(dòng)之間沒有區(qū)別。
[0006]在運(yùn)行期間發(fā)展的諸如轉(zhuǎn)子的不平衡之類的故障可以在軸承上產(chǎn)生負(fù)荷，超過預(yù)期的負(fù)荷導(dǎo)致其設(shè)計(jì)壽命的減少。早期故障，諸如不平衡，可以從振動(dòng)特征的分析中被檢測到。這給出了不平衡的幅值，并且由不平衡導(dǎo)致的激振力是不平衡的幅值和速度的平方的函數(shù)。由故障導(dǎo)致的激振力因而可以從現(xiàn)場工作狀態(tài)被計(jì)算并被用來計(jì)算單個(gè)組件的負(fù)載。與假定的運(yùn)行配置的偏差可以通過使用通用風(fēng)力模擬模型來確定渦輪機(jī)軸的負(fù)載而解決，其允許單獨(dú)的組件基于現(xiàn)場工作狀態(tài)的負(fù)載被計(jì)算。結(jié)合這些給出在每個(gè)組件中的總負(fù)載，其可以被用來評(píng)估單獨(dú)的組件的剩余壽命和齒輪箱的壽命。
[0007]然而，風(fēng)力模擬模型中的缺點(diǎn)意味著在渦輪機(jī)軸的負(fù)載可能并不可靠或準(zhǔn)確地被確定。
[0008]等效工作小時(shí)(Ε0Η)，簡單來說，將損害定義為等效于在額定工作狀態(tài)下的風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件運(yùn)行一小時(shí)造成的損害。EOH等于與工作狀態(tài)相關(guān)的權(quán)重因子乘以該狀態(tài)下的持續(xù)時(shí)間(或頻率)。針對(duì)導(dǎo)致的損害和在額定狀態(tài)下預(yù)期的會(huì)導(dǎo)致的損害相同的任何操作，I小時(shí)后組件的EOH為I小時(shí)，權(quán)重因子為1.0。如果運(yùn)行事件導(dǎo)致了更大的損害，那么EOH將相應(yīng)被減少。因此，運(yùn)行事件的在持續(xù)時(shí)間中0.2小時(shí)的期間內(nèi)具有的加權(quán)因數(shù)為0.7，那么I小時(shí)后的EOH將是0.8X1+0.2X0.7=0.94。
[0009]根據(jù)第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于預(yù)測風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的剩余使用壽命的方法，該方法包括步驟:獲得針對(duì)風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH極限值(limit value);確定針對(duì)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH ；以及比較該EOH和該EOH極限值。
[0010]優(yōu)選地，該確定EOH的步驟包括步驟:提供與一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及提供與一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)。
[0011]優(yōu)選地，該提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟，包括步驟:評(píng)估該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在額定工作狀態(tài)下和在多種現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害；從在額定狀態(tài)下的該損害和在該多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害中計(jì)算權(quán)重因子；其中，該評(píng)估損害的步驟包括提供該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的信息的步驟。
[0012]優(yōu)選地，該提供信息的步驟包括提供一個(gè)或多個(gè)選自下列組的模型，該組包括:軸承打滑模型；動(dòng)態(tài)模型；壽命模型；齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱模型；針對(duì)該特定的齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的模型，包括該齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)制造變化的信息；全耦合有限元模型，包括針對(duì)該齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的具有六個(gè)自由度的節(jié)點(diǎn)；以及一個(gè)或多個(gè)元模型，其中該一個(gè)或多個(gè)元模型針對(duì)該一個(gè)或多個(gè)組件的每一個(gè)是特定的。
[0013]優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的該損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率。
[0014]優(yōu)選地，該確定EOH的步驟包括計(jì)算與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該數(shù)據(jù)和與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的函數(shù)的值。優(yōu)選地，該確定EOH的步驟包括計(jì)算與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該數(shù)據(jù)和與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的乘積的總和。
[0015]優(yōu)選地，該提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供歷史數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，該提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，該提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)狀態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，該提供數(shù)據(jù)的步驟包括收集來自一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)的傳感器的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，該提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供來自狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
[0016]優(yōu)選地，該提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)。優(yōu)選地，該提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)。
[0017]優(yōu)選地,該EOH大于該EOH極限值,另外還包括步驟:維護(hù)(maintaining)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件。
[0018]優(yōu)選地，該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件已經(jīng)故障，并且其中該EOH小于該EOH極限值，另外還包括步驟:維護(hù)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件。
[0019]優(yōu)選地，該維護(hù)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的步驟包括針對(duì)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的損害進(jìn)行調(diào)查。
[0020]優(yōu)選地，該針對(duì)損害進(jìn)行調(diào)查的步驟選自包括下列組成的組:使用內(nèi)窺鏡、實(shí)施振動(dòng)分析以及實(shí)施潤滑分析。
[0021 ] 優(yōu)選地，該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件具有損害的,對(duì)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件安排維護(hù)。[0022]優(yōu)選地，該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件具有損害的,對(duì)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件進(jìn)行翻新(refurbishing)。
[0023]優(yōu)選地，該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件具有不可修復(fù)的損害的，對(duì)該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件進(jìn)行更換。
[0024]優(yōu)選地，該方法包括附加步驟:將該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH設(shè)置至O。
[0025]此外公開的是一種用于識(shí)別風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件以維護(hù)的方法，該方法包括步驟:確定該風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件的EOH值；分析針對(duì)該風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件工作數(shù)據(jù)；以及將該工作數(shù)據(jù)和與該EOH值相關(guān)的閾值進(jìn)行比較。
[0026]優(yōu)選地，該確定EOH的步驟包括步驟:提供與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及提供與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)。
[0027]優(yōu)選地，該提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟包括步驟:評(píng)估該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在額定工作狀態(tài)下和在多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害；從在額定狀態(tài)下的該損害和在多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下引起的損害中計(jì)算權(quán)重因子；其中，該評(píng)估損害的步驟包括提供該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的信息的步驟。
[0028]優(yōu)選地，該提供信息的步驟包括提供一個(gè)或多個(gè)選自下列組的模型，該組包括:軸承打滑模型；動(dòng)態(tài)模型；壽命模型；齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱模型；針對(duì)該特定的齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的模型，包括該齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)制造變化的信息；全耦合有限元模型，包括針對(duì)該齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的具有六個(gè)自由度的節(jié)點(diǎn)；以及一個(gè)或多個(gè)元模型，其中該一個(gè)或多個(gè)元模型針對(duì)該一個(gè)或多個(gè)組件的每一個(gè)是特定的。
[0029]優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的該損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率。
[0030]優(yōu)選地，該確定EOH的步驟包括計(jì)算與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該數(shù)據(jù)和與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的函數(shù)的值。
[0031]優(yōu)選地，該確定EOH的步驟包括計(jì)算與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該數(shù)據(jù)和與該一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的該一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的乘積的總和。
[0032]優(yōu)選地，該方法另外還包括根據(jù)EOH值的一個(gè)或多個(gè)范圍針對(duì)工作數(shù)據(jù)設(shè)置閾值的步驟。
[0033]優(yōu)選地，該工作數(shù)據(jù)是振動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0034]優(yōu)選地，該識(shí)別風(fēng)力渦輪機(jī)或其部件以維護(hù)包括識(shí)別其中的該工作數(shù)據(jù)大于所述閾值的風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件。
[0035]也公開了一種用于計(jì)算針對(duì)風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH權(quán)重因子的方法，該方法包括步驟:評(píng)估該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在額定工作狀態(tài)下和在多種現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害；從在額定狀態(tài)下的該損害和在該多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下引起的該損害中計(jì)算該權(quán)重因子；其中該評(píng)估損害的步驟包括提供該風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的信息的步驟。
[0036]優(yōu)選地，該提供信息的步驟包括提供一個(gè)或多個(gè)選自下列組的模型，該組包括:齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱模型；針對(duì)該特定的齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的模型，包括該齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)制造變化的信息；軸承打滑模型；動(dòng)態(tài)模型；壽命模型；全耦合有限元模型，包括針對(duì)該齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的具有六個(gè)自由度的節(jié)點(diǎn)；以及一個(gè)或多個(gè)元模型，其中該一個(gè)或多個(gè)元模型針對(duì)該一個(gè)或多個(gè)組件的每一個(gè)是特定的。
[0037]優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的該損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。優(yōu)選地，該權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率。
[0038]也公開了一種計(jì)算機(jī)可讀產(chǎn)品，包括被設(shè)計(jì)用于實(shí)施根據(jù)以上所公開的任何一種方法的步驟的代碼裝置。
[0039]還公開了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括被設(shè)計(jì)用于實(shí)施根據(jù)以上所公開的任何一種方法的步驟的裝置。
[0040]本發(fā)明現(xiàn)將僅通過示例的方式，參考所附附圖進(jìn)行描述，其中:
[0041]圖1示出了用于預(yù)測風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的剩余使用壽命的流程圖；
[0042]圖2示出了用于確定風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的損害的流程圖；
[0043]圖3示出了用于使用基于模型的方法計(jì)算風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件損害的方法的步驟；
[0044]圖4、圖5和圖6示出了元模型構(gòu)建中的級(jí)；
[0045]圖7示出了用于基于EOH分析對(duì)風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件安排維護(hù)的流程圖；
[0046]圖8示出了基于EOH分析對(duì)齒輪箱進(jìn)行翻新的流程圖；
[0047]圖9示出了結(jié)合EOH工作壽命模型與針對(duì)在風(fēng)力發(fā)電場工作的多個(gè)渦輪機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)的圖表；以及
[0048]圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例中的裝置的示意圖。
[0049]用于確定旋轉(zhuǎn)機(jī)械的損害，諸如齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)或水力渦輪機(jī)、或這些旋轉(zhuǎn)機(jī)械的單獨(dú)組件，如圖1中所示。
[0050]在第一步驟100中渦輪機(jī)負(fù)載數(shù)據(jù)(其可以被模擬或被測量)被收集，以及諸如各種軸承的溫度、油的狀況之類的工作狀態(tài)被感測以及被記錄?？梢赃x擇工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以表現(xiàn)狀態(tài)的典型范圍，或者可以從歷史記錄的數(shù)據(jù)諸如SCADA或狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中獲得該工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0051]可以在步驟102在損害確定模型或元模型中使用該數(shù)據(jù)以確定與穩(wěn)態(tài)工作條件相關(guān)的EOH系數(shù)108。
[0052]針對(duì)非穩(wěn)態(tài)(瞬態(tài))狀態(tài)下相應(yīng)的EOH系數(shù)106可在步驟104使用風(fēng)力渦輪機(jī)及組件的動(dòng)態(tài)模型、和/或軸承打滑模型、潤滑系統(tǒng)模型或類似的模型被確定。
[0053]在步驟116，提供當(dāng)前或歷史工作數(shù)據(jù)110，并且EOH由該數(shù)據(jù)所導(dǎo)出，并且EOH系數(shù)在步驟106和步驟108根據(jù)下列關(guān)系式確定:
[0054]E0H=f (工作狀態(tài)，EOH系數(shù))
[0055]在步驟112和114，E0H極限值由現(xiàn)場數(shù)據(jù)(故障記錄等)所確定。EOH極限值簡單地是風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的期望壽命。
[0056]在步驟118中，EOH極限值和EOH的比較產(chǎn)生組件的剩余使用壽命(RUL)的值。[0057]在本發(fā)明中，從評(píng)估在相同持續(xù)時(shí)間的風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害和風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在額定工作狀態(tài)下的損害中獲得EOH權(quán)重因子或系數(shù)。
[0058]風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件包括風(fēng)力或水力渦輪機(jī)的任一組件以及包括，例如渦輪機(jī)、渦輪機(jī)軸、齒輪箱的傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)，以及諸如齒輪、驅(qū)動(dòng)軸之類的任何子組件。
[0059]EOH權(quán)重因子或系數(shù)是相同持續(xù)時(shí)間內(nèi)在額定工作狀態(tài)下的損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。它可以是相同持續(xù)時(shí)間內(nèi)在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。
[0060]圖2示出了用于確定風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的損害202的流程圖。
[0061]提供了作用于風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件上的例如力和/或力矩的負(fù)載數(shù)據(jù)204,206ο
[0062]負(fù)載數(shù)據(jù)204涉及到在額定工作狀態(tài)(Ck)下的工作，其可以是風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件被設(shè)計(jì)的狀態(tài)。負(fù)載數(shù)據(jù)204可以從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)208中所獲得或?qū)С觥?br> [0063]負(fù)載數(shù)據(jù)206涉及根據(jù)現(xiàn)場工作狀態(tài)(C。)的負(fù)載。
[0064]現(xiàn)場工作狀態(tài)可以是傳感器歷史數(shù)據(jù)210或由CMS獲得或?qū)С龅腟CADA數(shù)據(jù)。
[0065]現(xiàn)場工作狀態(tài)可以是風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在實(shí)際工作狀態(tài)下工作的實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)212。這意味著，EOH權(quán)重因子或系數(shù)可實(shí)時(shí)計(jì)算。這些EOH的權(quán)重因子或系數(shù)可被存儲(chǔ)并當(dāng)經(jīng)歷類似的現(xiàn)場工作狀態(tài)時(shí)再次被使用，從而減少了隨著時(shí)間的推移所需的計(jì)算能力。
[0066]現(xiàn)場工作狀態(tài)可以是風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件可能預(yù)期工作在工作狀態(tài)的范圍的一個(gè)預(yù)期狀態(tài)庫214?？蛇x的或附加地，預(yù)期狀態(tài)庫214可以被傳感器歷史數(shù)據(jù)210或?qū)崟r(shí)傳感器數(shù)據(jù)212填充。這意味著EOH的權(quán)重因子或系數(shù)可以在工作之前被計(jì)算，以減少在工作期間所需的計(jì)算能力。
[0067]設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)208、歷史數(shù)據(jù)210、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)212和庫數(shù)據(jù)214可以包括連續(xù)的數(shù)據(jù)范圍，或該數(shù)據(jù)可以被分為二進(jìn)制以簡化計(jì)算。
[0068]該工作狀態(tài)可以是穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)或瞬態(tài)工作狀態(tài)。
[0069]在額定工作狀態(tài)下和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害202由與風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件相關(guān)的信息中被確定。該信息可以由檢查216或通過使用風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的模型218提供。
[0070]EOH權(quán)重因子或損害系數(shù)220是相同持續(xù)時(shí)間內(nèi)在額定工作狀態(tài)下的損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。它可以是相同持續(xù)時(shí)間內(nèi)在額定工作狀態(tài)下的損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。它可以是相同持續(xù)時(shí)間內(nèi)在額定工作狀態(tài)下的損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率。
[0071]設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)208、歷史數(shù)據(jù)210、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)212或庫數(shù)據(jù)214不包含測量的或指定的負(fù)載信息，數(shù)據(jù)204、206可以從存在于數(shù)據(jù)中的其它測量的或指定的參數(shù)導(dǎo)出。該推導(dǎo)可以是可用數(shù)據(jù)的簡單修改，或它可以通過使用風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的模型218(未示出)獲得。
[0072]可使用各種模型。例如，可以針對(duì)離開生產(chǎn)線的風(fēng)力或水力渦輪機(jī)的每個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)生成獨(dú)有模型。每一個(gè)獨(dú)有模型使用從生產(chǎn)線末端試驗(yàn)所推測出的尺寸和間隙被生成并可以相對(duì)于相應(yīng)的組件在其整個(gè)工作壽命期間保持。獨(dú)有的模型可以用來計(jì)算例如力和/或力矩的負(fù)載，該負(fù)載可以在組件上或組件中的任何地點(diǎn)或特定位置根據(jù)工作狀態(tài)作用于該組件。這反過來允許計(jì)算每個(gè)組件持續(xù)在額定或現(xiàn)場工作狀態(tài)下所承受的損害。
[0073]圖3示出了使用基于模型的方式計(jì)算風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的損害的方法中的步驟。如所指示的，組件可以是例如齒輪箱。
[0074]在第一步驟36，提供齒輪箱的信息。這可以包括具有六個(gè)自由度的全耦合模型。該模型也可以是對(duì)于齒輪箱獨(dú)有的。該信息可以包括與齒輪箱組件的尺寸和間隙的一個(gè)或多個(gè)變化相關(guān)的信息。
[0075]在第二步驟38，在現(xiàn)場工作狀態(tài)期間作用于齒輪箱的例如力和/或力矩的負(fù)載可以在工作期間被監(jiān)測或從歷史數(shù)據(jù)(如SCADA)中被提供。可替代地，負(fù)載可以從預(yù)期的現(xiàn)場工作狀態(tài)中被計(jì)算出。類似地，負(fù)載可以從額定工作狀態(tài)中被計(jì)算出。其中作用在齒輪箱上的負(fù)載在工作期間被連續(xù)監(jiān)測，這些測量可采用例如50Hz的常規(guī)采樣頻率。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，步驟38可以包括隨著時(shí)間的推移監(jiān)測一個(gè)或多個(gè)負(fù)載。監(jiān)測一個(gè)或多個(gè)負(fù)載可以包括監(jiān)測置于在預(yù)定位置的齒輪箱之中或之上的一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)監(jiān)測傳感器的輸出。
[0076]在第三步驟40，計(jì)算由一個(gè)或多個(gè)負(fù)載在數(shù)據(jù)的每個(gè)采樣導(dǎo)致的對(duì)每一個(gè)組件的損害，無論損害是如何被確定的。要做到這一點(diǎn)，上述全耦合系統(tǒng)模型被用于計(jì)算出系統(tǒng)的撓度(deflections)和組件負(fù)載。齒輪齒之間的接觸通過使用考慮到輪齒彎曲剛度和齒輪嚙合的接觸剛度的有限元法被建模。這些剛度可被計(jì)算或基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)并考慮到全模型的靜載撓度分析?？梢葬槍?duì)每個(gè)齒輪嚙合計(jì)算出齒面負(fù)載分布、齒面接觸應(yīng)力或彎曲應(yīng)力。然后這些值可以與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或用于計(jì)算工作的接觸應(yīng)力的經(jīng)驗(yàn)方法相比較，例如根據(jù)IS06336-2中給出的方法。該齒彎曲應(yīng)力可以通過使用有限元模型被計(jì)算或使用經(jīng)驗(yàn)方法被計(jì)算，例如IS06336-3中的方法。齒輪接觸故障和齒輪彎曲故障的S-N曲線可以被采用并可以基于數(shù)學(xué)模擬或可以基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如在IS06336中提供的數(shù)據(jù)。每個(gè)組件的累積損害的預(yù)測被連續(xù)地更新，從而允許使用例如S-N曲線和ISO標(biāo)準(zhǔn)中有效的軸承壽命數(shù)據(jù)之類的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)測每個(gè)組件的剩余壽命。
[0077]軸承損害的計(jì)算可以使用RomaxDesigner軟件被執(zhí)行。該計(jì)算需要考慮到諸如軸承內(nèi)部幾何形狀、剛度和軸承組件的變形、軸承組件和被考慮的軸承負(fù)載和剛度間的接觸之類的因子。
[0078]所提供的齒輪箱信息不能在和數(shù)據(jù)采樣的一樣的高頻率下進(jìn)行分析是可能的。例如，為了預(yù)測由于數(shù)據(jù)的每一個(gè)采樣所導(dǎo)致的損害所需的模型分析可能需要I秒鐘，然而該數(shù)據(jù)可能在50Hz被采樣。在這種情況下可以采用近似值(元模型)以使得損害的預(yù)測更迅速。
[0079]元模型的構(gòu)建分為三個(gè)階段:
[0080]I)在齒輪箱工作開始前從齒輪箱模型中獲得多個(gè)數(shù)據(jù)采樣；
[0081]2)使用響應(yīng)曲面法(RSM)確定基本趨勢；
[0082]3)使用集中在每個(gè)采樣點(diǎn)的高斯核(Gaussian kernel)引入該趨勢的高斯偏差(Gaussian deviation)。[0083]元模型可以只使用以上的步驟I)和2)被構(gòu)建。
[0084]圖4至6示出了適用于兩個(gè)變量問題的以上所列的三個(gè)階段。圖4示出了所繪制的原始數(shù)據(jù)點(diǎn)。圖5示出了由二階多項(xiàng)式構(gòu)建的近似函數(shù)。圖5示出了包括高斯核的近似函數(shù)。
[0085]元模型中的變量可以是齒輪箱模型、傳動(dòng)系統(tǒng)或發(fā)電機(jī)中任何地方被定義的一個(gè)或多個(gè)以下負(fù)載:x方向上的力(Fx) ;y方向上的力(Fy) ；z方向上的力(Fz);關(guān)于X軸的力矩(Mx);關(guān)于y軸的力矩(My)，關(guān)于z軸的力矩(Mz)?？商娲兀兞靠梢园ㄈ魏蔚腦，y和z方向的位移，或者關(guān)于任何的X，y和z軸的旋轉(zhuǎn)，或者溫度。
[0086]元模型從與以上所列的任何變量中的不同組合對(duì)應(yīng)的每一個(gè)數(shù)據(jù)采樣中被構(gòu)建。元模型的精度可以取決于被用于確定用來生成每一個(gè)數(shù)據(jù)采樣的變量的方法。采樣點(diǎn)被隨機(jī)確定的采樣規(guī)則(sampling regime)是可能的但不理想的，因?yàn)樗梢栽斐梢恍?shù)據(jù)采樣具有會(huì)導(dǎo)致元模型不準(zhǔn)確的相似變量。在元模型變量所代表的設(shè)計(jì)間距中均勻地隔開數(shù)據(jù)采樣是優(yōu)選的。
[0087]在元模型變量的設(shè)計(jì)間距中的均勻數(shù)據(jù)采樣是通過使用遺傳算法優(yōu)化采樣策略達(dá)到的。一種方法是將任意兩個(gè)相鄰采樣點(diǎn)之間的最小距離最大化。許多其它合適的采樣策略存在在文中，包括將任何兩個(gè)相鄰采樣點(diǎn)之間的最大距離最小化；L2優(yōu)化；拉丁超立方體米樣(latin hypercube sampling)。
[0088]使用響應(yīng)曲面法(RSM)識(shí)別基本趨勢的過程包括使用線性回歸擬合多項(xiàng)式采樣數(shù)據(jù)。多項(xiàng)式可以是任何階的并且可以包括部分或全部可能的項(xiàng)。多項(xiàng)式中變量的數(shù)目等于元模型中的變量的數(shù)目。變換可以在多項(xiàng)式擬合之前應(yīng)用到采樣數(shù)據(jù)以減少由于假設(shè)數(shù)據(jù)跟隨多項(xiàng)式趨勢所引起的可以升高的“模型偏置”。例如，如果觀察到的響應(yīng)的行為是跟隨類似指數(shù)的趨勢，那么多項(xiàng)式可以被擬合到變量的自然對(duì)數(shù)從而改進(jìn)元模型的精度。
[0089]高斯偏差(上述步驟3)可以表示為具有與元模型變量數(shù)目相等的多個(gè)維度的高斯函數(shù)。該偏差不要求是高斯函數(shù)并且可以由其他數(shù)學(xué)函數(shù)表示。每個(gè)偏差的幅度可以等于或相關(guān)于多項(xiàng)式模型的輸出和數(shù)據(jù)樣本響應(yīng)水平之間的差異。
[0090]針對(duì)齒輪箱中的每個(gè)組件(即針對(duì)每個(gè)齒輪和軸承)構(gòu)建獨(dú)有元模型以將測量的變量與作為結(jié)果的齒面負(fù)載分布因子，KHe，(用于齒輪，如在IS06336中限定的)和負(fù)載區(qū)域因子(用于軸承，如在IS0281中限定的)聯(lián)系起來。作用于齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)或發(fā)電機(jī)的任何一點(diǎn)上的例如力和/或力矩的任何數(shù)量的負(fù)載可以通過元模型與這些因子相關(guān)。然后負(fù)載區(qū)域因子和KHe值可被用于計(jì)算每個(gè)組件導(dǎo)致的損害的相應(yīng)量?？商娲?，元模型可以將測量的變量與組件應(yīng)力、組件壽命或損害百分比聯(lián)系起來。
[0091]圖7示出了基于EOH分析的對(duì)風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件安排維護(hù)的方法。
[0092]在步驟700，例如參照如以上圖1所公開的，確定渦輪機(jī)發(fā)電場中的渦輪機(jī)的當(dāng)前EOH。
[0093]在步驟702，識(shí)別在一個(gè)或多個(gè)組件具有最高EOH的渦輪機(jī)或多個(gè)渦輪機(jī)。
[0094]在步驟704，步驟702中的EOH值或多個(gè)值與預(yù)設(shè)的EOH極限值進(jìn)行比較以進(jìn)一步進(jìn)行鑒定調(diào)查。如果EOH值小于該值，則不采取任何行動(dòng)并且渦輪機(jī)繼續(xù)工作。
[0095]如果EOH值高于該值，則在步驟706中進(jìn)行渦輪機(jī)的進(jìn)一步調(diào)查，例如內(nèi)窺鏡檢查、振動(dòng)分析、油分析等。[0096]在步驟708，對(duì)調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估:如果調(diào)查表明該渦輪機(jī)不具有工作上的問題，則不采取任何行動(dòng)并且渦輪機(jī)繼續(xù)工作。
[0097]如果調(diào)查表明渦輪機(jī)的確有工作上的問題，那么安排維護(hù)并且渦輪機(jī)可能隨后被降級(jí)。[0098]圖8示出了基于EOH分析的用于翻新齒輪箱的方法。
[0099]在步驟800，提供了故障的渦輪機(jī)齒輪箱，并且在步驟802，提供了相應(yīng)的齒輪箱和/或齒輪箱組件的歷史。
[0100]在步驟804和步驟806，參照如以上圖1所公開的分別確定組件的EOH和該組件相應(yīng)的RUL。
[0101]在步驟808，進(jìn)行關(guān)于組件的RUL指示對(duì)該組件的翻新是否值得的評(píng)估。如果不是，則丟棄該組件。
[0102]如果是，則在步驟810檢查該組件。
[0103]在步驟814，如果檢查表明該組件的翻新是不值得的，則丟棄該組件。
[0104]在步驟814，如果檢查表明該組件適合于翻新，則該組件將被保留以提供一個(gè)經(jīng)翻新的齒輪箱。
[0105]在步驟816中，如果該組件已被更換，則該新的組件的EOH被設(shè)置為零。
[0106]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面的一種用于操作風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的方法基于對(duì)與風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH相關(guān)的振動(dòng)的定量測量。
[0107]可以通過一個(gè)簡單的示例說明該方法，其工作參數(shù)水平分為三個(gè)水平:低、中以及聞。
[0108]如以上提及的，增強(qiáng)的振動(dòng)的危險(xiǎn)或損害在一定程度上取決于風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的使用年數(shù)，換言之取決于Ε0Η。類似地，EOH可以分為低、中以及高三個(gè)區(qū)域。
[0109]這個(gè)簡單的方式使風(fēng)力或水力渦輪機(jī)的操作者基于例如在表1中所示的EOH數(shù)據(jù)和CMS數(shù)據(jù)設(shè)置維護(hù)活動(dòng)的優(yōu)先級(jí)。
[0110]表1:根據(jù)EOH值和工作參數(shù)水平需要采取的行動(dòng)
[0111]
工作參數(shù) ItM
M推薦渦輪機(jī)檢查
t需要調(diào)查
I
[0112]可以被用來檢測通過識(shí)別超過閾值的風(fēng)力渦輪機(jī)監(jiān)測風(fēng)力渦輪機(jī)的其它CMS數(shù)據(jù)可以采用相同的方法。
[0113]圖9示出了結(jié)合EOH工作壽命模型與針對(duì)在風(fēng)力發(fā)電場工作的多個(gè)渦輪機(jī)(T01到T38)振動(dòng)數(shù)據(jù)的圖表。在本文環(huán)境中的振動(dòng)水平可以基于振動(dòng)信號(hào)分析。
[0114]具有適度EOH和振動(dòng)的渦輪機(jī)通常需要進(jìn)行例行的監(jiān)測以及在長時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行有計(jì)劃的檢查。
[0115]當(dāng)EOH值低時(shí)，例如在圖9中的渦輪機(jī)T02，適度的振動(dòng)水平可能表明應(yīng)該對(duì)風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其部件進(jìn)行調(diào)查以看看是否一個(gè)或多個(gè)組件正在遭受損害并且需要進(jìn)行維修或更換。
[0116]然而，當(dāng)EOH為中值時(shí)適度的振動(dòng)水平可能是正常的，應(yīng)該僅僅是被例行地監(jiān)測。EOH在高值時(shí)適度的振動(dòng)水平不需要采取行動(dòng)。
[0117]在高EOH值時(shí)的高振動(dòng)水平可能指示需要渦輪機(jī)的檢查。具有高EOH和高振動(dòng)(圈出)的渦輪機(jī)可以清楚地被識(shí)別，并且這些都需要檢查。
[0118]圖9中的渦輪機(jī)T34具有和渦輪機(jī)T05類似的振動(dòng)水平，但渦輪機(jī)T34具有低EOH壽命。前者的渦輪機(jī)顯然比具有類似EOH的其他渦輪機(jī)工作得好。使用用于基于單獨(dú)的閾值識(shí)別需要維護(hù)的渦輪機(jī)的系統(tǒng)將認(rèn)為這兩個(gè)渦輪機(jī)具有相同的狀態(tài)。
[0119]除了以上的方法外，維護(hù)需求的附加指示可以在安裝前在試驗(yàn)臺(tái)上通過收集與風(fēng)力和水力渦輪機(jī)或其組件的振動(dòng)有關(guān)的數(shù)據(jù)來獲得。這可以被視為后續(xù)的一個(gè)基線:在安裝后的振動(dòng)的增加可能是由于在運(yùn)輸期間的損害或不良裝配。
[0120]圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的裝置46的示意圖。裝置46包括用于執(zhí)行在圖1至圖9所示步驟的裝置48。裝置48包括處理器50和存儲(chǔ)器52。處理器50 (例如微處理器)被配置成從存儲(chǔ)器52中讀取和寫入存儲(chǔ)器52。處理器50還可以包括輸出接口，經(jīng)由該輸出接口數(shù)據(jù)和/或命令被處理器50輸出，以及輸入接口，經(jīng)由該輸入接口數(shù)據(jù)和/或命令輸入到處理器50。
[0121]存儲(chǔ)器52存儲(chǔ)包括當(dāng)加載到處理器50時(shí)控制裝置46操作的計(jì)算機(jī)程序指令的計(jì)算機(jī)程序54。計(jì)算機(jī)程序指令54提供邏輯和例程以使裝置46執(zhí)行在圖1至圖9所示的方法的步驟中的至少一些。通過讀取存儲(chǔ)器52，處理器50能夠加載及執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序54。
[0122]該計(jì)算機(jī)程序可以經(jīng)由任何合適的輸送機(jī)構(gòu)56到達(dá)裝置46。輸送機(jī)構(gòu)56可以是，例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、存儲(chǔ)器設(shè)備、記錄介質(zhì)如藍(lán)光碟、CD-ROM或DVD、有形地體現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序54的制造物品。輸送機(jī)構(gòu)可能是一個(gè)信號(hào)，其被配置成可靠地傳輸所述計(jì)算機(jī)程序54。裝置46可以傳播或傳輸作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)的計(jì)算機(jī)程序54。
[0123]雖然存儲(chǔ)器52作為單一組件示出，它可以被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的組件，它們的部分或全部可被集成的/可拆卸的和/或可以提供永久/半永久性/動(dòng)態(tài)/緩存存儲(chǔ)。
[0124]所提到的“計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”、“計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品”、“有形地體現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序”等，或“控制器”、“計(jì)算機(jī)”、“處理器”等應(yīng)當(dāng)被理解為不僅包括具有不同的體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，諸如單/多處理器體系結(jié)構(gòu)和順序(馮.諾伊曼)/并行架構(gòu)，也包括專門的電路(如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、信號(hào)處理設(shè)備和其它設(shè)備。提到的計(jì)算機(jī)程序、指令、代碼等應(yīng)被理解為包括用于可編程處理器或固件的軟件，諸如硬件設(shè)備的可編程內(nèi)容不論用于處理器的指令或用于固定功能設(shè)備、門陣列或可編程邏輯器件等的配置設(shè)置。
[0125]圖1至圖9中示出的步驟可以代表方法中的步驟和/或在計(jì)算機(jī)程序54中的代碼的部分。按特定的順序說明的步驟并不一定意味著針對(duì)步驟有一個(gè)必需的或優(yōu)選的順序，并且步驟的順序和安排是可變的。進(jìn)一步地，有可能省略一些步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種用于預(yù)測風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的剩余使用壽命的方法，所述方法包括步驟: 獲取針對(duì)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH極限值； 確定針對(duì)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH ;以及 比較所述EOH和所述EOH極限值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定EOH的步驟包括步驟: 提供與一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及 提供與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟包括步驟: 評(píng)估所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在額定工作狀態(tài)下和在多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害； 從在額定狀態(tài)下的所述損害和在所述多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下引起的所述損害計(jì)算權(quán)重因子； 其中所述評(píng)估損害的步驟包括提供所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的信息的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述提供信息的步驟包括提供一個(gè)或多個(gè)選自下列組的模型，所述組包括: 軸承打滑模型； 動(dòng)態(tài)模型； 壽命模型； 齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱模型； 針對(duì)所述特定的齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的模型，包括所述齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)制造變化的信息； 全耦合有限元模型，包括針對(duì)所述齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的具有六個(gè)自由度的節(jié)點(diǎn)；以及 一個(gè)或多個(gè)元模型，其中所述一個(gè)或多個(gè)元模型針對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)組件的每一個(gè)是特定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的所述損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定EOH的步驟包括計(jì)算與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)和與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的函數(shù)的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定EOH的步驟包括計(jì)算與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)和與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的乘積的總和。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供歷史數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供數(shù)據(jù)的步驟包括收集來自一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)的傳感器的數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供數(shù)據(jù)的步驟包括提供來自狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的EOH系數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求2至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟包括提供與一個(gè)或多個(gè)瞬態(tài)工作狀態(tài)相關(guān)的EOH系數(shù)。
17.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述EOH大于所述EOH極限值，另外還包括步驟:維護(hù)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件已經(jīng)失效，并且其中所述EOH小于所述EOH極限值，另外還包括步驟:維護(hù)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的方法，其中所述維護(hù)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的步驟包括針對(duì)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的損害進(jìn)行調(diào)查。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的方法，其中所述針對(duì)損害進(jìn)行調(diào)查的步驟選自包括下列組成的組:使用內(nèi)窺鏡、進(jìn)行振動(dòng)分析以及執(zhí)行潤滑分析。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的方法，其中所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件具有損害的，對(duì)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件安排維護(hù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的方法，其中所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件具有損害的，對(duì)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件進(jìn)行翻新。
23.根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的方法，其中所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件具有不可修復(fù)的損害的，對(duì)所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件進(jìn)行更換。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或權(quán)利要求23所述的方法，包括附加步驟:將所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH設(shè)置至O。
25.一種用于識(shí)別風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件以用于維護(hù)的方法，所述方法包括步驟: 確定所述風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件的EOH值； 分析針對(duì)所述風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件的工作數(shù)據(jù)；以及 將所述工作數(shù)據(jù)和與所述EOH值相關(guān)的閾值進(jìn)行比較。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述確定EOH的步驟包括步驟: 提供與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及 提供與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述提供一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的步驟包括步驟:評(píng)估所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在額定工作狀態(tài)下和在多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害； 從在額定狀態(tài)下的所述損害和在所述多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下引起的所述損害中計(jì)算權(quán)重因子； 其中所述評(píng)估損害的步驟包括提供所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的信息的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述提供信息的步驟包括提供一個(gè)或多個(gè)選自下列組的模型，所述組包括: 軸承打滑模型； 動(dòng)態(tài)模型； 壽命模型； 齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱模型； 針對(duì)所述特定的齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的模型，包括所述齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)制造變化的信息； 全耦合有限元模型，包括針對(duì)所述齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的具有六個(gè)自由度的節(jié)點(diǎn)；以及 一個(gè)或多個(gè)元模型，其中所述一個(gè)或多個(gè)元模型針對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)組件的每一個(gè)是特定的。
29.根據(jù)權(quán)利要 求27或權(quán)利要求28所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的所述損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27或權(quán)利要求28所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求27或權(quán)利要求28所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率。
32.根據(jù)權(quán)利要求26至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定EOH的步驟包括計(jì)算與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)和與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的函數(shù)的值。
33.根據(jù)權(quán)利要求26至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定EOH的步驟包括計(jì)算與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)和與所述一個(gè)或多個(gè)工作狀態(tài)相關(guān)的所述一個(gè)或多個(gè)EOH系數(shù)的乘積的總和。
34.根據(jù)權(quán)利要求25至33中任一項(xiàng)所述的方法，另外還包括根據(jù)EOH值的一個(gè)或多個(gè)范圍針對(duì)工作數(shù)據(jù)設(shè)置閾值的步驟。
35.根據(jù)權(quán)利要求25至34中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工作數(shù)據(jù)是振動(dòng)數(shù)據(jù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求25至35中任一項(xiàng)所述的方法，其中識(shí)別風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件以用于維護(hù)包括識(shí)別其中的所述工作數(shù)據(jù)大于所述閾值的風(fēng)力渦輪機(jī)或其組件。
37.一種用于計(jì)算針對(duì)風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的EOH權(quán)重因子的方法，所述方法包括步驟: 評(píng)估所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件在額定工作狀態(tài)下和在多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害； 從在額定狀態(tài)下的所述損害和在所述多個(gè)現(xiàn)場工作狀態(tài)下引起所述損害中計(jì)算所述權(quán)重因子； 其中所述評(píng)估損害的步驟包括提供所述風(fēng)力或水力渦輪機(jī)或其組件的信息的步驟。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述所述的方法，其中所述提供信息的步驟包括提供一個(gè)或多個(gè)選自下列組的模型，所述組包括: 齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱模型； 針對(duì)所述特定的齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的模型，包括所述齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)的一個(gè)或多個(gè)組件的一個(gè)或多個(gè)制造變化的信息； 軸承打滑模型； 動(dòng)態(tài)模型； 壽命模型； 全耦合有限元模型，包括針對(duì)所述齒輪箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和/或發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的具有六個(gè)自由度的節(jié)點(diǎn)；以及 一個(gè)或多個(gè)元模型，其中所述一個(gè)或多個(gè)元模型針對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)組件的每一個(gè)是特定的。
39.根據(jù)權(quán)利要求37或權(quán)利要求38所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的所述損害和在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的函數(shù)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率的函數(shù)。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述權(quán)重因子是在額定工作狀態(tài)下的損害與在現(xiàn)場工作狀態(tài)下的損害的比率。
42.一種計(jì)算機(jī)可讀產(chǎn)品，包括被設(shè)計(jì)用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-41中任一項(xiàng)所述的方法的所述步驟的代碼裝置。
43.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括被設(shè)計(jì)用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-41中任一項(xiàng)所述的方法的所述步驟的裝置。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103547977SQ201280024323
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】A·潘, 馬小芹, J·K·考爾塔特, E·戈里舍瓦 申請(qǐng)人:諾邁士科技有限公司