DE102009008891A1

DE102009008891A1 - Method for equipment condition monitoring of wind energy plant, involves receiving measured values or setting control signals with time stamp by plant control

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Publication number: DE102009008891A1
Application number: DE102009008891A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Schubert; Ulrich Dipl.-Ing. Harms
Original assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Current assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Priority date: 2009-02-14
Filing date: 2009-02-14
Publication date: 2010-08-19

Abstract

The method involves receiving the measured values (12) or setting control signals (14) with a time stamp by a plant control (10). The other measured values (22) of an equipment condition monitoring (20) are received by the monitoring sensors.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Windenergieanlage, die mit einer Anlagensteuerung und einer Zustandsüberwachung ausgestattet ist.The The present invention relates to a condition monitoring method a wind turbine with a plant control and a Condition monitoring is equipped.

Bei der herkömmlichen Zustandsüberwachung von Windenergieanlagen, auch CMS-Condition Monitoring System genannt, werden akustische Frequenzen von verschleißrelevanten Komponenten der Windenergieanlage, wie beispielsweise Getriebe, Lager und Generator fortlaufend überwacht. Die Zustandsüberwachung erstellt aus den gemessenen akustischen Frequenzen automatisch einen Ist-Soll-Abgleich und signalisiert bei einer hinreichenden Abweichung präventiv einen zu planenden Serviceeinsatz. Zur Auswertung der aufgezeichneten akustischen Frequenzen, die auch Körperschallschwingungen beinhalten, werden bekannte Messroutinen und Analyseverfahren, wie beispielsweise die Frequenzanalyse, die Hüllkurvenanalyse und die Ordnungsanalyse eingesetzt.at the conventional condition monitoring of wind turbines, Also called CMS condition monitoring system, are acoustic frequencies of wear-relevant components of the wind turbine, such as gear, bearings and generator continuously monitored. The condition monitoring creates from the measured acoustic Frequencies automatically an actual-target adjustment and signaled with a sufficient deviation preventive one to be planned Service call. For the evaluation of the recorded acoustic frequencies, which also contain structure-borne sound vibrations become known Measuring routines and analytical methods, such as frequency analysis, Envelope analysis and order analysis are used.

Aus DE 10 2007 011 835 A1 sind ein Sensormodul und ein Sensornetzwerk zur Überwachung einer Windenergieanlage sowie entsprechende Überwachungsverfahren bekannt. Das Sensormodul ist durch eine Datenschnittstelle zur Übertragung der Sensordaten an ein separates und räumlich getrenntes Condition Monitoring System ausgebildet, wobei das Sensormodul über einen Analog/Digital-Wandler verfügt, der die gemessene analoge Zustandsgröße in digitale Sensordaten konvertiert und diese an das Condition Monitoring System weiterleitet.Out DE 10 2007 011 835 A1 For example, a sensor module and a sensor network for monitoring a wind turbine as well as corresponding monitoring methods are known. The sensor module is formed by a data interface for transmitting the sensor data to a separate and spatially separated condition monitoring system, wherein the sensor module has an analog / digital converter, which converts the measured analog state variable into digital sensor data and forwards it to the condition monitoring system ,

Aus US 2008/0069693 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Windenergieanlage bekannt. Das Monitoring System ist zur simultanen Aufzeichnung von Geschwindigkeits- und Schwingungssignalen für eine Maschine ausgelegt. Ein Sensor erfasst die Geschwindigkeitsmesssignale und versieht diese mit Zeitstempeln. Die mit einem Zeitstempel versehenen Geschwindigkeitsmesssignale werden von einem Prozessor, der mit dem Sensor verbunden ist, bevorzugt als Funktion einer sich mit der Zeit verändernden Größe ausgewertet. Lediglich die Messsignale, bei denen während der gesamten Messzeit die Betriebskennwerte der Windenergieanlage innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs liegen, werden durch das Überwachungs- und Verarbeitungsgerät ausgewertet.Out US 2008/0069693 A1 a method and a device for monitoring a wind turbine is known. The monitoring system is designed for the simultaneous recording of speed and vibration signals for one machine. A sensor detects the speed measurement signals and provides them with time stamps. The timestamped velocity measurement signals are preferably evaluated by a processor connected to the sensor as a function of time-varying magnitude. Only the measuring signals in which the operating characteristic values of the wind power plant are within the specified tolerance range during the entire measuring time are evaluated by the monitoring and processing device.

Aus DE 603 11 271 T2 ist ein Überwachungs- und Verarbeitungsgerät für eine Windenergieanlage bekannt, bei dem das Überwachungs- und Verarbeitungsgerät so konfiguriert ist, dass es selbstständig mit dem Messen von Daten beginnt, wenn vorbestimmte Betriebskennwerte, welche von dem Kontrollsystem der Windenergieanlage geliefert werden, innerhalb vorbestimmter Arbeitsbereiche liegen. Verlassen die Betriebskennwerte einen vorgegebenen Toleranzbereich, so wird die Messung beendet und die aufgezeichneten Messsignale verworfen. Lediglich die Messsignale, bei denen während der gesamten Messzeit die Betriebskennwerte der Windenergieanlage innerhalb des vorgegebenen Toleranzbetriebs liegen, werden durch das Überwachungs- und Verarbeitungsgerät ausgewertet.Out DE 603 11 271 T2 For example, a monitoring and processing device for a wind turbine is known in which the monitoring and processing device is configured to autonomously begin measuring data when predetermined operating characteristics provided by the wind turbine control system are within predetermined operating ranges. If the operating parameters leave a specified tolerance range, the measurement is ended and the recorded measurement signals are discarded. Only the measuring signals in which the operating characteristic values of the wind power plant lie within the specified tolerance operation during the entire measuring time are evaluated by the monitoring and processing device.

Aus der Richtlinie des Germanischen Lloyd Windenergie GmbH vom 01. November 2003 für die Zertifizierung von Condition Monitoring Systemen bei Windenergieanlagen ist ferner bekannt, welche Messgrößen und welche Sensorik für eine Zustandsüberwachung eingesetzt werden kann. Ferner wird für die Zustandsüberwachung vorgegeben, dass eine Datenübermittlung zu einer Überwachungsstelle erfolgen kann, wobei es auch möglich ist, einen Server in einem Windpark zu installieren, der die Analyse übernimmt und anschließend die analysierten Daten an die Überwachungsstelle weiterleitet. Bei der bekannten Zustandsüberwachung können die von der Zustandsüberwachung gesammelten Informationen der Windenergieanlage nicht automatisiert von der Überwachungsstelle in Bezug auf die Betriebszustände der Windenergieanlage ausgewertet werden.Out of the guideline of the Germanischer Lloyd Windenergie GmbH from the 1st of November 2003 for the certification of condition monitoring systems in wind turbines is also known, which measured variables and which sensors for condition monitoring can be used. Further, for condition monitoring given that a data transmission to a monitoring agency It is also possible to have a server in to install a wind farm that performs the analysis and then the analyzed data to the monitoring site forwards. In the known state monitoring can the information collected by the condition monitor Wind turbine not automated by the inspection body in relation to the operating conditions of the wind turbine be evaluated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Windenergieanlage bereitzustellen, das mit möglichst einfachen Mitteln eine zuverlässige Analyse und Interpretation der Daten aus der Zustandsüberwachung erlaubt.Of the Invention is based on the object, a method for condition monitoring to provide a wind turbine with as possible simple means a reliable analysis and interpretation the data from the condition monitoring allowed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens bilden die Gegenstände der Unteransprüche.According to the invention the object by a method having the features of claim 1 solved. Form advantageous embodiments of the method the subject matters of the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Zustandsüberwachung einer Windenergieanlage. Die Windenergieanlage ist mit einer Anlagensteuerung ausgestattet, an der Messwerte von mehreren Sensoren anliegen und die Steuersignale für Aktuatoren der Windenergieanlage generieren kann. Ferner ist die Windenergieanlage mit einer Zustandsüberwachung ausgestattet, an der Messwerte von Überwachungssensoren anliegen. In der Regel sind die Sensoren der Anlagensteuerung von den Überwachungssensoren verschieden, es ist aber durchaus auch denkbar, dass ein Sensor der Anlagensteuerung ebenfalls als Überwachungssensor dient.The inventive method is used for condition monitoring a wind turbine. The wind turbine is with a plant control fitted with measured values from several sensors and the control signals for actuators of the wind turbine can generate. Furthermore, the wind turbine with a condition monitoring equipped, at the measurements of monitoring sensors issue. As a rule, the sensors of the system control of the monitoring sensors different, but it is quite also conceivable that a sensor of the plant control also as a monitoring sensor serves.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die von der Anlagensteuerung empfangenen Messwerte und/oder abgesetzte Steuersignale der Anlagensteuerung mit einem Zeitstempel versehen, der mindestens einen Zeitpunkt angibt, an dem der Messwert empfangen beziehungsweise das Steuersignal abgesetzt wurde. Der Zeitstempel wird in digitaler Form beispielsweise an die Daten angehängt oder diesen vorangestellt. Ebenso versieht erfindungsgemäß die Zustandsüberwachung die empfangenen Messwerte der Überwachungssensoren mit einem Zeitstempel, der den Zeitpunkt angibt, an dem der Messwert empfangen wurde. Anlagensteuerung und Zustandsüberwachung leiten mindestens einen Teil der mit dem Zeitstempel versehenen Messwerte und/oder Steuersignale über eine oder mehrere Schnittstellen an eine übergeordnete Auswerteeinrichtung weiter.In the method according to the invention, the measured values and / or remote control signals of the system controller received by the system controller are provided with a time stamp indicating at least one time at which the measured value is received or the control signal was discontinued. The timestamp is attached in digital form, for example, to the data or prefixed to the data. Likewise, according to the invention, the condition monitor provides the received measured values of the monitoring sensors with a time stamp which indicates the time at which the measured value was received. Plant control and condition monitoring forward at least a portion of the measured values and / or control signals provided with the time stamp to one higher-level evaluation device via one or more interfaces.

Das erfindungsgemäße Verfahren verknüpft die Messdaten der Anlagensteuerung und der Zustandsüberwachung anhand eines einheitlichen Zeitstempels und bringt sie so für die übergeordnete Auswerteeinheit in eine Form, die es erlaubt, diese Daten automatisiert im Kontext zueinander auszuwerten. Auf diese Weise können beispielsweise bei einer Schwingungsanalyse zu den von einem Überwachungssensor aufgezeichneten Schwingungsdaten auch sämtliche Messdaten, die an der Anlagensteuerung während der Schwingungsmessung anlagen, berücksichtigt werden. Durch die Verwendung des einheitlichen Zeitstempels ist es möglich, diese Daten in Beziehung zueinander zu setzen und so sicherzustellen, dass eine Analyse der Schwingungsdaten den Betriebszustand der Windenergieanlage berücksichtigen kann.The inventive method links the Measurement data of the plant control and condition monitoring based on a uniform timestamp and brings them so for the parent evaluation unit into a form that it allows to analyze this data automatically in context to each other. On This way, for example, in a vibration analysis to the vibration data recorded by a monitoring sensor also all measurement data that is sent to the system control during the vibration measurement systems, are taken into account. By using the uniform timestamp it is possible to relate this data to each other and thus to ensure that an analysis of the vibration data the operating condition of the wind turbine can take into account.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen von der Anlagensteuerung Messwerte von mindestens einem Sensor und/oder Steuersignale für mindestens einen Aktuator zusätzlich auch an der Zustandsüberwachung an. Die Messwerte und Steuersignale der Anlagensteuerung werden also einerseits in der übergeordneten Auswerteeinrichtung zusammengefasst und andererseits bereits vorab an die Zustandsüberwachung weitergeleitet. Die an der Zustandsüberwachung anliegenden Messwerte erlauben es dieser, wie beispielsweise von den Richtlinien des Germanischen Lloyd gefordert, Messdaten zu verwerfen, wenn die anliegenden Messwerte darauf hinweisen, dass die Windenergieanlage nicht den für die Messung vorgeschriebenen Betriebszustand besitzt.In a preferred embodiment of the invention Procedure are from the plant control readings of at least a sensor and / or control signals for at least one actuator additionally also at the condition monitoring. The measured values and control signals of the system control are thus summarized on the one hand in the higher-level evaluation and on the other hand forwarded in advance to the condition monitoring. The measured values applied to the condition monitoring permit this one, as for example from the guidelines of Germanic Lloyd demanded to discard measurement data when the applied readings point out that the wind turbine is not the one for the measurement has prescribed operating state.

In einem bevorzugten Verfahren leitet die Zustandsüberwachung die mit Zeitstempel versehenen Daten an eine externe Datenbank weiter. Aus der externen Datenbank können beispielsweise der Hersteller und/oder der Betreiber der Windenergieanlage Daten gewinnen, um statistisch signifikante Aussagen zu der Windenergieanlage zu gewinnen. Insbesondere können so auch Wartungsintervalle besser angepasst werden und präventiv der Austausch von einzelnen Komponenten an der Windenergieanlage vorgenommen werden. Dadurch dass die Daten mit Zeitstempeln versehen sind, erlaubt eine solche Analyse eine wesentlich genauere Zuordnung der Daten, so dass auch die Qualität der statistischen Auswertung sich verbessert.In a preferred method passes the condition monitoring the time-stamped data to an external database. From the external database, for example, the manufacturer and / or the operator of the wind turbine will gain data to to obtain statistically significant statements about the wind energy plant. In particular, maintenance intervals can also be better adapted become and preventive the exchange of individual components be made at the wind turbine. By that the data with timestamps, such an analysis allows one much more accurate assignment of the data, so that too the quality the statistical evaluation improves.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens überprüft die übergeordnete Auswerteeinrichtung bei einer Auswertung der von der Zustandsüberwachung empfangenen Daten, ob von der Anlagensteuerung zuvor Steuersignale für einen der Aktuatoren der Windenergieanlage generiert worden sind. Über die Verwendung von einheitlichen Zeitstempeln können so durch die übergeordnete Auswerteeinrichtung Daten der Zustandsüberwachung sehr genau mit Daten aus der Anlagensteuerung in Verbindung gesetzt werden.In a further preferred embodiment of the invention Method checks the parent Evaluation device in an evaluation of the condition monitoring received data, whether from the plant control previously control signals generated for one of the actuators of the wind turbine have been. About the use of uniform time stamps can do so through the parent evaluation Data of the condition monitoring very precisely with data the system control.

Bevorzugt ist die übergeordnete Auswerteeinheit mit Mitteln ausgestattet, um die empfangenen Daten unter Verwendung des Zeitstempels zu visualisieren. Die Visualisierung erlaubt es, sehr schnell Zusammenhänge darzustellen und diese auch graphisch auszuwerten.Prefers is the higher-level evaluation unit equipped with means to visualize the received data using the timestamp. The visualization allows very fast connections represent and evaluate them graphically.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung versieht die Anlagensteuerung Messwerte von Sensoren der Windenergieanlage und Messwerte von Sensoren zu den Umgebungsbedingungen mit Zeitstempeln. Sowohl die internen als auch die externen Messwerte der Windenergieanlage werden mit Zeitstempeln versehen an die übergeordnete Auswerteeinheit weitergeleitet. Auf diese Weise können bei der Auswertung der aufgezeichneten Daten aus der Zustandsüberwachung auch plötzliche Änderungen in den externen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Windgeschwindigkeit, Luftdruck, Temperatur oder dergleichen berücksichtigt werden.In Another preferred embodiment provides the plant control Measured values of sensors of the wind turbine and measured values of sensors to the environmental conditions with time stamps. Both the internal as well as the external measured values of the wind turbine are included Timestamping provided to the higher-level evaluation unit forwarded. In this way, in the evaluation the recorded data from condition monitoring also sudden changes in external operating conditions, such as wind speed, air pressure, temperature or be taken into account.

In einer bevorzugten Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens versieht die Steuerung der Windenergieanlage auch empfangene Signale einer Parksteuerung mit Zeitstempeln und leitet diese an die übergeordnete Auswerteeinheit weiter. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit bei einer Analyse der Daten aus der Zustandsüberwachung festzustellen, ob die Steuerung des Windparks in die Anlagensteuerung eingegriffen hat und so möglicherweise für besondere Auffälligkeiten in den Daten der Zustandsüberwachung verantwortlich ist.In a preferred continuation of the invention Procedure, the control of the wind turbine also provides received Signals of a parking control with time stamps and initiates these the higher-level evaluation unit. In this way there is the possibility of analyzing the data condition monitoring to determine if the controller of the wind farm has interfered with the plant control and so may for particular abnormalities in the data of Condition monitoring is responsible.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend an einem Blockdiagramm näher erläutert.One preferred embodiment of the invention Method will be closer to a block diagram below explained.

Die einzige Figur zeigt eine Anlagensteuerung 10 für eine Windenergieanlage. Die Anlagensteuerung 10 steuert in an sich bekannter Weise die Funktionen der Windenergieanlage, indem die am Signaleingang 12 anliegenden Sensorsignale umgesetzt werden und in Steuersignale 14 für die Aktuatoren ausgegeben werden. Die Anlagensteuerung 10 kann über die Steuersignale 14 auch untergeordnete Steuereinheiten ansteuern, die dann wiederum die anliegenden Steuersignale in Steuerbefehle für die Aktuatoren umsetzen. So kann beispielsweise die Anlagensteuerung 10 Steuersignale 14 für einen Pitchregler (nicht dargestellt) oder zur Regelung des Umrichters (nicht dargestellt) generieren. Der Umrichterregler beziehungsweise der Pitchregler setzt dann die empfangenen Steuersignale 14 separat um und verwendet hierzu die an ihm anliegenden Sensorsignale, um die gewünschte Vorgabe aus dem Steuersignal 14 umzusetzen. Ebenso können die am Signaleingang 12 der Anlagensteuerung 10 anliegenden Sensordaten auch bereits aufbereitete Sensordaten sein, die beispielsweise von einem Pitchregler oder einem Umrichterregler aufgearbeitet sind und an die Anlagensteuerung 10 weitergeleitet wurden.The sole figure shows a system control 10 for a wind turbine. The plant control 10 controls in a conventional manner, the functions of the wind turbine by the at the signal input 12 adjacent sensor signals are converted and into control signals 14 be issued for the actuators. The plant control 10 can via the control signals 14 also control subordinate control units, which in turn implement the applied control signals in control commands for the actuators. For example, the system control 10 control signals 14 for a pitch controller (not shown) or to control the inverter (not shown) generate. The inverter controller or the pitch controller then sets the received control signals 14 separately and uses the applied thereto sensor signals to the desired specification from the control signal 14 implement. Likewise, those at the signal input 12 the plant control 10 sensor data that has already been prepared can be sensor data that has been processed, for example, by a pitch controller or an inverter controller, and to the system controller 10 have been forwarded.

An der Anlagensteuerung 10 liegen zusätzlich Steuersignale 16 des Windparkreglers 18 an, wobei auch Daten- und/oder Steuersignale von der Anlagensteuerung an dem Windenergieparkregler 18 anliegen können. Der Windparkregler 18 kann im Windpark für eine Vielzahl von Windenergieanlagen und deren Anlagensteuerung Steuersignale generieren, die beispielsweise die generierte Wirkleistung oder Blindleistung der Windenergieanlage begrenzen. Die Verbindung zwischen der Windenergieanlagensteuerung und Windparkregler 18 kann auch bidirektional ausgebildet sein, so dass die Anlagensteuerung 10 auch Daten an die Parksteuerung 18 zurückmelden kann.At the plant control 10 are additionally control signals 16 of the wind farm controller 18 at, wherein also data and / or control signals from the plant control at the wind energy park controller 18 can be present. The wind farm controller 18 can generate in the wind farm for a variety of wind turbines and their plant control control signals that limit, for example, the generated active power or reactive power of the wind turbine. The connection between the wind turbine control and wind farm controller 18 can also be designed bidirectional, so that the system control 10 also data to the park control 18 can report back.

In einem zweiten Block ist die Zustandsüberwachung 20 der Windenergieanlage dargestellt. An der Zustandsüberwachung 20 liegen eine Reihe von Messsignalen 22 an. Bei diesen Messsignalen handelt es sich in der Regel um akustische Frequenzmessungen aus der Windenergieanlage und/oder um Körperschallmessungen vom Turm oder aus der Gondel der Windenergieanlage. Zusätzlich können an der Zustandsüberwachung 20 auch andere Signale anliegen, die ebenfalls an der Anlagensteuerung 10 anliegen. So ist es beispielsweise möglich, dass eine Temperaturüberwachung, die auch an der Anlagensteuerung 10 anliegt, ebenfalls an der Zustandsüberwachung 20 anliegt. Ebenso können auch Signale der Zustandsüberwachung 20 an der Anlagensteuerung 10 und umgekehrt anliegen. Die Zustandsüberwachung 20 kann in an sich bekannter Weise die anliegenden Messsignale auswerten und daraus Warnsignale für die Windenergieanlage generieren. Dabei können die an sich bekannten Methoden, beispielsweise die spektrale Analyse der anliegenden Messsignale eingesetzt werden.In a second block is the condition monitoring 20 represented the wind turbine. At the condition monitoring 20 are a series of measuring signals 22 at. As a rule, these measurement signals are acoustic frequency measurements from the wind energy plant and / or structure-borne sound measurements from the tower or from the nacelle of the wind energy plant. Additionally, at the condition monitoring 20 There are also other signals present, which are also connected to the system control 10 issue. So it is possible, for example, that a temperature monitoring, which is also at the plant control 10 is present, also at the condition monitoring 20 is applied. Likewise, signals of condition monitoring 20 at the plant control 10 and vice versa abut. The condition monitoring 20 In a manner known per se, it can evaluate the applied measuring signals and generate warning signals for the wind energy plant therefrom. In this case, the methods known per se, for example the spectral analysis of the applied measuring signals, can be used.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die eingehenden Daten der Anlagensteuerung 10 und der Zustandsüberwachung 20 mit einem Zeitstempel versehen. Zusätzlich werden die ausgehenden Daten der Anlagensteuerung 10 mit einem Zeitstempel versehen. Für den Zeitstempel, ist sowohl die Anlagensteuerung 10 als auch die Zustandsüberwachung 20 jeweils mit einer Uhr versehen, die miteinander synchronisiert sind. Wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Windpark eingesetzt, so sind sämtliche Uhren der Anlagensteuerungen und der Zustandsüberwachungen in dem Windpark miteinander synchronisiert, um sicherzustellen, dass die Daten unterschiedlicher Windenergieanlagen auch wechselweise zueinander ausgewertet werden können. Die Anlagensteuerung 10 leitet über eine Schnittstelle 24 die mit Zeitstempel versehenen Daten an eine übergeordnete Auswerteeinheit 26 weiter. Bei der Auswerteeinheit 26 kann es sich beispielsweise um eine Fernüberwachungszentrale handeln, in der die Daten von vielen Windenergieanlagen zusammenlaufen. Bei der Übermittlung der Daten sind diese mit einem Zeitstempel versehen, so dass die übergeordnete Überwachungseinheit den Zeitpunkt in dem diese Daten an der Anlagensteuerung anlagen oder von der Anlagensteuerung abgesetzt wurden genau analysieren kann. Liegen an der übergeordneten Überwachungseinheit 26 die Daten von mehreren Anlagensteuerungen 10 an, so werden die Daten zusätzlich noch mit einer eindeutigen Identifikation der Windenergieanlage versehen.In the method according to the invention, the incoming data of the plant control 10 and condition monitoring 20 provided with a timestamp. In addition, the outgoing data of the plant control 10 provided with a timestamp. For the timestamp, both is the plant control 10 as well as condition monitoring 20 each provided with a clock, which are synchronized with each other. If the method according to the invention is used in a wind farm, then all the clocks of the system controllers and the condition monitors in the wind farm are synchronized with one another to ensure that the data from different wind turbines can also be evaluated alternately. The plant control 10 directs via an interface 24 the time-stamped data to a higher-level evaluation unit 26 further. At the evaluation unit 26 it may be, for example, a remote control center in which the data from many wind turbines converge. When transmitting the data, they are provided with a time stamp, so that the higher-level monitoring unit can precisely analyze the point in time at which this data was applied to the plant control system or issued by the plant control system. Lying at the higher-level monitoring unit 26 the data from several plant controllers 10 On, the data are additionally provided with a unique identification of the wind turbine.

An der übergeordneten Überwachungseinheit 26 liegen zusätzlich über eine Schnittstelle 28 die Daten der Zustandsüberwachung an. Grundsätzlich ist es auch möglich, die an der übergeordneten Überwachungseinheit 26 anliegenden Daten über eine zusammengefasste Schnittstelle zu empfangen, die dann sowohl die Daten der Anlagensteuerung 10 als auch der Zustandsüberwachung 20 empfängt. Neben der Schnittstelle 28, zwischen der Zustandsüberwachung 20 und der übergeordneten Überwachungseinheit 26, kann die Zustandsüberwachung 20 die mit einem Zeitstempel versehenen Daten auch über eine zweite Schnittstelle 30 an eine externe Datenbank 32 weiterleiten. In der externen Datenbank 32 werden die mit Zeitstempel versehenen Daten abgelegt und ermöglichen es so zu einem späteren Zeitpunkt diese Daten noch einmal im Hinblick auf andere Fragestellungen gezielt zu analysieren. So ist es beispielsweise möglich, wenn Fragestellungen zu bestimmten Betriebszuständen der Windenergieanlage auftauchen, diese anhand von Daten aus der Vergangenheit zu testen, um so statistisch signifikante Aussagen treffen zu können. Auch ist es möglich, anhand dieser Daten eine Optimierung des Anlagenertrags durchzuführen, indem eine Schadensfrüherkennung und die hierzu notwendigen Grenzwerte zuverlässig bestimmt werden können. So können die notwendigen Grenzwerte, die bei der Schwingungsüberwachung in der Zustandsüberwachung 20 eingesetzt werden, optimiert werden. Die Daten der externen Datenbank können über eine Schnittstelle 31 von der übergeordneten Überwachungseinheit 26 gelesen werden.At the higher-level monitoring unit 26 are additionally via an interface 28 the data of the condition monitoring. Basically, it is also possible to connect to the parent monitoring unit 26 data received via a combined interface, which then both the data of the plant control 10 as well as condition monitoring 20 receives. Next to the interface 28 , between condition monitoring 20 and the parent monitoring unit 26 , can condition monitoring 20 the time-stamped data also via a second interface 30 to an external database 32 hand off. In the external database 32 The time-stamped data are stored and thus make it possible, at a later time, to analyze this data again specifically with regard to other questions. For example, when questions arise about certain operating states of the wind turbine, it is possible to test these using data from the past in order to be able to make statistically significant statements. It is also possible to carry out an optimization of the system yield on the basis of this data, in that damage early detection and the limit values necessary for this purpose can be reliably determined. So can the necessary limit values, which with the vibration monitoring in the condition monitoring 20 be used to be optimized. The data of the external database can be accessed via an interface 31 from the higher-level monitoring unit 26 to be read.

Auch die übergeordnete Überwachungseinheit 26 sendet über eine Schnittstelle 34 ihre Daten an eine Datenbank 36. In der Datenbank 36 werden die von der übergeordneten Überwachungseinheit 26 empfangenen Daten mit Zeitstempel versehen abgelegt. Der Unterschied zwischen der ersten Datenbank 32 und der zweiten Datenbank 36 besteht darin, dass in der ersten Datenbank 32 die Rohdaten aus der Zustandsüberwachung abgelegt sind. Diese Daten können beispielsweise täglich per E-Mail aus der Zustandsüberwachung 20 an die Datenbank gesendet werden. In der zweiten Datenbank 36 dagegen werden bereits aufbereitete und verdichtete Daten der übergeordneten Überwachungseinheit abgelegt.Also the higher-level monitoring unit 26 sends via an interface 34 their data to a database 36 , In the database 36 are the ones from the parent monitoring unit 26 received data with timestamp filed. The difference between the first database 32 and the second database 36 is that in the first database 32 the raw data from condition monitoring is stored. For example, this data can be emailed daily from condition monitoring 20 sent to the database. In the second database 36 On the other hand, already processed and condensed data of the higher-level monitoring unit are stored.

Indem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an die Schnittstellen 24, 28, 30 stets Daten weitergeleitet werden, die einen einheitlichen Zeitstempel tragen, kann sichergestellt werden, dass die von den unterschiedlichen Systemen gesammelten Daten miteinander in Bezug gesetzt werden können und so besser einer Auswertung und einer Visualisierung durch die übergeordnete Überwachungseinheit 26 zugänglich sind. Durch die Möglichkeit, die Daten besser zu analysieren, ergeben sich eine Reihe von Vorteilen für den Betrieb der Windenergieanlage. Insbesondere wird es möglich, Grenzwerte an der Anlagensteuerung besser zu bestimmen. Auch können die Parameter, die von der Zustandsüberwachung 20 eingesetzt werden besser optimiert werden, da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine große Datenmenge zu der Windenergieanlage gesammelt und statistisch ausgewertet werden kann.By in the inventive method to the interfaces 24 . 28 . 30 It is always possible to forward data with a uniform timestamp to ensure that the data collected by the different systems can be related to each other, and thus better to evaluation and visualization by the higher-level monitoring unit 26 are accessible. Being able to better analyze the data results in a number of advantages for the operation of the wind turbine. In particular, it becomes possible to better determine limits on the plant control. Also, the parameters used by the condition monitoring 20 can be better optimized, since the method according to the invention a large amount of data can be collected to the wind turbine and evaluated statistically.

Die vorgeschriebenen Richtlinien für die Zustandsüberwachung 20 können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingehalten werden, da die Zustandsüberwachung 20 intern unverändert weiterarbeiten kann. Es ist nicht notwendig, dass bei den Analysen, die in der Zustandsüberwachung ausgeführt werden, in irgendeiner Form in die Daten eingriffen wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vielmehr darin, dass die Analysen der Zustandsüberwachung 20 auch im Nachhinein noch nachvollzogen und überprüft werden können.The prescribed guidelines for condition monitoring 20 can be maintained in the method according to the invention, since the condition monitoring 20 can continue to work internally unchanged. It is not necessary that any of the analyzes performed in condition monitoring interfere with the data in any way. The advantage of the method according to the invention lies rather in the fact that the analyzes of condition monitoring 20 even with hindsight can still be understood and checked.

Bei der Zustandsüberwachung werden Messdaten von Schwingungssensoren aufgezeichnet und nachfolgend durch eine Fourier-Transformation oder eine Ordnungsanalyse in ihre Spektralanteile zerlegt. Teilweise sind bei dieser Zerlegung ein er höhtes Grundrauschen oder sonstige auffällige Spektralanteile zu erkennen. Um die Messdaten besser analysieren zu können, können mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen Zeitstempel im Nachhinein Anlagenbetriebszustände genau identifiziert werden. Wenn der Zeitstempel der Messdaten mit dem Zeitstempel der Anlagenbetriebsdaten exakt synchronisiert ist, kann nachträglich anhand der Protokolle zu den Anlagenbetriebsdaten beispielsweise ermittelt werden, ob ein Azimutantrieb oder eine bestimmte Ölpumpe zum Zeitpunkt der Messung aktiv waren. Es ist auch feststellbar, in welchem Bereich der Pitchantrieb bewegt wurde oder, ob die Rotorblätter auf einer festen Position standen. Auf diese Weise können die Messdaten nachträglich noch klassifiziert werden und es kann ausgeschlossen werden, dass ein Grundrauschen durch den Azimut- oder Pitchantrieb verursacht wurde. Für eine erste Analyse kann es dabei schon ausreichend sein, anhand der 10 Minuten-Mittelwerte der Anlage zu prüfen, welche Betriebszustände vorlagen. Wenn der 10 Minuten-Mittelwert für die Azimutposition oder die Pitchposition unverändert blieb, ist der zugehörige Antrieb nicht aktiv gewesen. Wenn die Auflösung im 10-Minuten-Raster nicht ausreicht, kann anhand von Statusprotokollen beispielsweise geprüft werden, wann genau der Azimutantrieb verfahren wurde. In einem Statusprotokoll wird mit dem exakten Zeitstempel dokumentiert, wann ein Antrieb ein- oder ausgeschaltet wurde.at Condition monitoring is measured data from vibration sensors recorded and subsequently by a Fourier transform or decomposed an order analysis into its spectral components. Partially are in this decomposition a heightened background noise or detect other noticeable spectral components. To the To be able to better analyze measured data with the help of inventively provided timestamps In the future, plant operating states are precisely identified become. If the time stamp of the measured data is timestamped with the Plant operating data is exactly synchronized, can be retrofitted for example, on the logs of plant operating data be determined, whether an azimuth drive or a specific oil pump were active at the time of the measurement. It is also noticeable in which area the pitch drive has been moved or whether the rotor blades stood in a fixed position. That way you can the measurement data can be classified later and it can be ruled out that a background noise by the Azimuth or pitch drive was caused. For a first It may already be sufficient analysis, based on the 10-minute averages the plant to check which operating conditions templates. When the 10-minute average for the azimuth position or the pitch position remained unchanged, is the associated Drive was not active. If the resolution in 10-minute increments is insufficient, for example, using status logs be checked when exactly the azimuth drive process has been. In a status log is using the exact timestamp documents when a drive was switched on or off.

Anhand der Anlagenbetriebsdaten können die Messdaten der Zustandsüberwachung auch im Bezug auf die Himmelsrichtung klassifiziert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise festgestellt werden, ob Turmschwingungen bei einer bestimmten Windrichtung gehäuft auftreten. Dies kann beispielsweise an Standorten mit großen Geländeunebenheiten der Fall sein.Based The plant operating data can be the measurement data of the condition monitoring also be classified in terms of the cardinal direction. On This way, for example, can be determined whether tower vibrations occur more frequently at a certain wind direction. This For example, in locations with large terrain bumps be the case.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007011835 A1 [0003]
US 2008/0069693 A1 [0004]
- DE 60311271 T2 [0005]

Claims

Method for condition monitoring of a wind turbine, which is provided with a system control ( 10 ) and a condition monitoring ( 20 ), whereby at the plant control ( 10 ) Measured values ( 12 ) of several sensors and control signals ( 14 ) are generated for actuators in the wind turbine and at the condition monitoring ( 20 ) Measured values ( 22 ) abut monitoring sensors, characterized in that - the system control ( 10 ) received measurements ( 12 ) and / or remote control signals ( 14 ) is provided with a time stamp indicating at least one time at which the measured value was received or the control signal was issued, and - the condition monitoring ( 20 ) the received measured values ( 22 ) of the monitoring sensors also timestamps, indicating a time at which the measured value was received, and - the system control ( 10 ) and condition monitoring ( 20 ) at least a part of the time stamped measured values and / or control signals via one or more interfaces ( 24 . 28 ) to a higher-level evaluation device ( 26 ).

Method according to claim 1, characterized in that the plant control ( 10 ) Measured values of at least one sensor and / or control signals for at least one actuator to the condition monitoring ( 20 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the condition monitoring ( 20 ) with timestamped measurements to an external database ( 32 ).

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the higher-level evaluation unit ( 26 ) in an evaluation of the condition monitoring ( 20 ) receives data from the system controller ( 10 ) previously control signals ( 14 ) have been generated for an actuator of the wind turbine.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the higher-level evaluation unit ( 26 ) received data visualized using the time stamp.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plant control ( 10 ) Measured values of sensors to the wind energy plant and measured values of sensors to the environmental conditions with time stamps provided to the higher-level evaluation unit ( 26 ).

Method according to one of claims 1-6, characterized in that the plant control ( 10 ) received signals of a parking control ( 18 ) with time stamps to the higher-level evaluation unit ( 26 ).