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公開番号2025110713
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004700
出願日2024-01-16
発明の名称状態監視装置、ナセル監視装置、監視システム、および監視方法
出願人NTN株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類F03D 17/00 20160101AFI20250722BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】製造コストを抑制しつつ落雷を検出することができる。
【解決手段】状態監視装置200は、第1振動センサ111、第2振動センサ112、および第3振動センサ113から、それぞれ、第1ブレード101の振動値、第2ブレード102の振動値、および第3ブレード103の振動値を取得する。状態監視装置200は、第1ブレード101の振動値、第2ブレード102の振動値、および第3ブレード103の振動値の絶対値の全てが第1閾値を超えた場合に、風力発電装置への落雷を検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のブレードを有する風力発電装置の状態を監視する状態監視装置であって、
前記複数のブレードの振動値を検出する複数の振動センサから、前記複数のブレードの振動値を取得する信号入力部と、
前記複数のブレードの振動値の絶対値の全てが第１閾値を超えた場合に、前記風力発電装置の異常を検出する制御装置と、
前記風力発電装置の異常を検出したことを示す検出信号を外部機器に送信する外部インタフェースとを備える、状態監視装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記複数の振動センサは、該振動センサが検出した振動値の時系列データを出力し、
前記制御装置は、前記時系列データに対してノイズを抑制するためのフィルタ処理を実行する、請求項１に記載の状態監視装置。
【請求項３】
前記複数の振動センサは、加速度センサであり、
前記第１閾値は、９．８ｍ／ｓ
２
である、請求項２に記載の状態監視装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記複数のブレードの振動値の前記絶対値を算出し、
前記複数のブレードの振動値の前記絶対値の全てが前記第１閾値を超えた場合に、前記風力発電装置への落雷を検出する、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の状態監視装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記複数のブレードの振動値の絶対値が同一タイミングで前記第１閾値を超えた場合に、前記風力発電装置への落雷を検出する、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の状態監視装置。
【請求項６】
前記複数のブレードは、３枚以上のブレードであり、
前記複数の振動センサは、３個以上の振動センサであり、
前記３個以上の振動センサは、該振動センサが検出した振動値の時系列データを出力し、
前記制御装置は、
前記３個以上の振動センサが出力した時系列データから、前記複数のブレードの所定回転数分の時系列データを抽出し、
前記風力発電装置への落雷を検出した場合に、前記３枚以上のブレードの抽出された時系列データのうち取り得る２つの時系列データの全ての組合せにおける該２つの時系列データの相関を示す相関パラメータを算出し、
前記全ての組合せにおける該２つの時系列データの相関パラメータのうち第２閾値未満となる相関パラメータの数が２以上である場合に、前記複数のブレードのうちいずれかのブレードの異常を検出し、
前記外部インタフェースは、前記ブレードの異常を検出したことを示す異常信号を外部機器に送信する、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の状態監視装置。
【請求項７】
前記相関パラメータは、相関係数である、請求項６に記載の状態監視装置。
【請求項８】
前記風力発電装置の異常は、前記風力発電装置への落雷である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の状態監視装置。
【請求項９】
前記風力発電装置は、さらに、
ナセルと、
前記ナセル内に設置された機構と、
前記機構の異常の有無を判定するためのパラメータを検出するナセルセンサとを備え、
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の状態監視装置と通信するインタフェースと、
前記状態監視装置から、前記検出信号を受信したときに、前記パラメータに基づいて前記機構の異常の有無を判定する判定装置とを備える、ナセル監視装置。
【請求項１０】
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の状態監視装置と、
前記複数の振動センサとを備える、状態監視システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、状態監視装置、ナセル監視装置、監視システム、および監視方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば、特開２００５－６２０８０号公報（特許文献１）には、風力発電装置が開示されている。この風力発電装置は、複数のブレードを有し、該複数のブレードは高い箇所に位置する。したがって、複数のブレードに対する落雷が生じる場合がある。落雷が生じた場合には、風力発電装置のブレードなどが破損する場合がある。そこで、上記風力発電装置は、落雷を検出するための落雷検出装置を有する。落雷検出装置は、ロゴスキーコイルと、落雷時にロゴスキーコイルに流れる雷電流を検出する検出部とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－６２０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１記載の発明においては、落雷などの異常を検出するための検出装置（落雷検出装置）が必要であることから、風力発電装置の製造コストが高くなるという問題が生じ得る。
【０００５】
本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、製造コストを抑制しつつ風力発電装置の異常を検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の状態監視装置は、複数のブレードを有する風力発電装置の状態を監視する。状態監視装置は、インタフェースと、制御装置とを備える。インタフェースは、それぞれが、複数のブレードの振動値を検出する複数の振動センサから、複数のブレードの振動値を取得する。制御装置は、複数のブレードの振動値の絶対値の全てが第１閾値を超えた場合に、風力発電装置への落雷を検出する。
【０００７】
本開示の状態監視方法は、複数のブレードを有する風力発電装置の状態を監視する方法である。状態監視方法は、複数のブレードの振動値を取得することを備える。また、状態監視方法は、複数のブレードの振動値の絶対値が第１閾値を超えた場合に、風力発電装置へ落雷があったことを検出することを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、製造コストを抑制しつつ風力発電装置の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の状態監視システムなどを示す図である。
ハブおよびナセルの内部構造などを示す図である。
状態監視装置およびナセル監視装置のハードウェア構成例を示す図である。
振動値の時系列データの波形を示す図である。
第１ブレードの回転位置と、第１振動値との関係を示す図である。
風力発電装置に対して落雷が発生したときの振動値の波形を示す図である。
図６の波形の振動値が０である箇所を拡大した図である。
振動値の波形の一例を示す図である。
３枚のブレードの１回転分の振動データを示す図である。
相関係数の具体例を示す図である。
状態監視装置の機能ブロック図である。
状態監視装置などの主な処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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