(57)【要約】【課題】複数の風車翼を備える風力発電装置の翼ピッチ機構の詳細な診断が可能な風力発電装置の診断方法を提供することを目的とする。【解決手段】  風力発電装置の診断方法は、前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させる作動ステップと、前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する計測ステップと、を備え、前記作動ステップ及び前記計測ステップを前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行し、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値を取得することを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置の診断方法であって、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させる作動ステップと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する計測ステップと、を備え、
前記作動ステップ及び前記計測ステップを前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行し、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値を取得する
ことを特徴とする風力発電装置の診断方法。
【請求項２】
各々の前記風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータを駆動するための駆動電流を一定に維持した状態で該風車翼のピッチ角が第１目標値まで変化するのに要する第１時間を少なくとも含む前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項３】
各々の前記風車翼のピッチ角が一定レートで変化するように、該風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータを駆動するための駆動電流をフィードバック制御した場合における前記駆動電流の時間積分値を少なくとも含む前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項４】
前記駆動電流は、前記ピッチアクチュエータとしての油圧シリンダに圧油を供給するためのサーボ比例弁に与えるサーボ電流である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項５】
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータのうち一のピッチアキュムレータから供給される圧油によって前記一のピッチアキュムレータに対応する前記ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させた後、前記一のピッチアキュムレータから供給される圧油のみによって前記ピッチアクチュエータをファイン側又はフェザー側に作動させる期間中に、前記一のピッチアキュムレータが設けられたピッチオイルラインの油の圧力と、前記一のピッチアキュムレータのガス圧力と、を計測するステップと、
前記ガス圧力と前記油の圧力との差が設定値に到達した時点又はそれ以降の設定値以上になった適切な時点の前記ガス圧力を、前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして取得するステップと、
を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項６】
前記ガス圧力と前記油の圧力との差が設定値に到達した時点又はそれ以降の設定値以上になった適切な時点の前記ピッチアキュムレータのガスの温度の指標を取得するステップと、
前記時点の前記ガス圧力及び前記時点の前記温度の指標を、前記ピッチアキュムレータのヘルスチェック用データとして取得するステップと、
前記時点の前記ガス圧力と、前記時点の前記温度の指標との相関関係に基づいて、前記一のピッチアキュムレータの診断を行うステップと、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項７】
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータから危急弁の開操作により供給される圧油によって前記ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させて、前記風車翼のピッチ角が第２目標値まで変化するのに要する第２時間を前記翼ピッチ機構の危急動作のヘルスチェック用データとして取得するステップを備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項８】
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータから、アキュムレータ電磁弁を介して供給される圧油によって前記ピッチアクチュエータをファイン側又はフェザー側に作動させて、前記風車翼のピッチ角が第３目標値まで変化するのに要する第３時間を、前記アキュムレータ電磁弁のヘルスチェック用データとして取得するステップを備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項９】
前記風力発電装置は、
前記ピッチアクチュエータとしての油圧シリンダに圧油を供給するためのオイル供給ラインと、
前記オイル供給ラインに設けられ、前記油圧シリンダに供給する圧油を調節するための比例弁と、を含み、
前記方法は、
前記オイル供給ラインへの圧油の供給及び該オイル供給ラインからの圧油の排出が停止された状態で、規定長さの時間の開始時点及び終了時点のそれぞれにおける該オイル供給ラインの圧力を、前記比例弁のヘルスチェック用データとして取得するステップを備える
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項１０】
前記ピッチアクチュエータに供給する圧油を生成するためのポンプを起動してから規定時間経過後の前記ポンプの有効電力又は無効電力に関するデータ、又は、前記ポンプを起動してから該ポンプの吐出側のライン圧力が規定値に達するまでの時間を、前記ポンプのヘルスチェック用データとして取得するステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項１１】
風力発電装置の診断方法であって、
前記風力発電装置への風速が所定値以下で、且つ、主軸回転数も所定値以下の条件で、前記風力発電装置の停止中又は待機中に前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得し、
前記ヘルスチェック用データに対応する所定の正常管理値又は正常管理幅との比較で、翼ピッチ機構に点検が必要な状態と判断することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項１２】
風力発電装置の診断システムであって、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させるように構成された風車コントローラと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する少なくとも一つのセンサと、を備え、
前記風車コントローラは、前記ピッチアクチュエータの作動と前記センサによる計測とを、前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行して、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値をメモリに記録するように構成された
ことを特徴とする風力発電装置の診断システム。
【請求項１３】
前記風車コントローラの前記メモリから、前記翼ピッチ機構の前記ヘルスチェック用データを収集するためのデータ収集装置を備えることを特徴とする請求項１２に記載の風力発電装置の診断システム。
【請求項１４】
前記データ収集装置により収集された前記ヘルスチェック用データに基づいて、前記翼ピッチ機構のヘルスチェックを行うように構成された診断装置を備えることを特徴とする請求項１３に記載の風力発電装置の診断システム。
【請求項１５】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の診断方法を実行するための風力発電装置の診断システムであって、
前記風力発電装置の状態を示す１以上のパラメータに関する代表データを記憶するための代表データ記憶部と、
前記１以上のパラメータに関するデータを１００ｍｓ以下の周期毎にそれぞれ取得し、取得した前記１以上のパラメータの前記データを該パラメータの前記代表データとして前記代表データ記憶部に記憶すべきか否かを前記周期ごとに判断するように構成された代表データ選択部と、
前記代表データ記憶部に記憶された前記風力発電装置の状態に関する前記１以上のパラメータの前記代表データを前記代表データ記憶部から収集するように構成されたデータ収集部と、を備え、
前記代表データ選択部は、前記ヘルスチェック用データを前記代表データとして選択するように構成された
ことを特徴とする風力発電施設の診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、風力発電装置の診断方法及び診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電装置では、風車翼のピッチ角を調節するための翼ピッチ機構が用いられる。翼ピッチ機構が正常に作動しないと、予期しない過大荷重が風車翼に作用し、風車翼に損傷が生じる場合がある。このようなリスクを低減するため、翼ピッチ機構が正常に作動するか否かを確認するための診断が行われている。
【０００３】
翼ピッチ機構の診断方法として、例えば、特許文献１には、翼ピッチ機構を構成する油圧シリンダに供給する圧油を蓄えるためのアキュムレータが正常であるか否かを判定することが開示されている。より具体的には、アキュムレータのガス圧の指標として該アキュムレータの近傍の油通路の圧力を油圧センサで取得するようになっている。そして、油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプを停止してから所定時間経過後に、上述の油圧センサでの検出値が所定値以下になっていれば、アキュムレータの蓄圧機能に異常が生じていると判定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１０１９９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、風力発電装置が複数の風車翼を備える場合には、通常、それぞれの風車翼ごとに翼ピッチ機構が設けられる。そこで、複数の風車翼のそれぞれについて、翼ピッチ機構を適切に診断することが求められる。
しかしながら、風力発電装置を構成する複数の風車翼のそれぞれの翼ピッチ機構を適切に診断するための手法は、特許文献１には具体的には開示されていない。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の風車翼を備える風力発電装置の翼ピッチ機構の詳細な診断が可能な風力発電装置の診断方法及び診断システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置の診断方法は、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させる作動ステップと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する計測ステップと、を備え、
前記作動ステップ及び前記計測ステップを前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行し、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値を取得する
ことを特徴とする。
【０００８】
上記（１）では、複数の風車翼のうち、ヘルスチェック用データの取得対象である風車翼（一の風車翼）以外の風車翼のピッチアクチュエータを作動させない状態で、風車翼毎に翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する。したがって、診断対象の風車翼以外の他の風車翼に対応するピッチアクチュエータの作動の影響が低減された状態で、診断対象の風車翼のピッチアクチュエータを作動させて、その作動に対応する応答値を取得することができる。よって、上記（１）の方法によれば、複数の風車翼を備える風力発電装置の翼ピッチ機構の詳細な診断が可能である。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
各々の前記風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータを駆動するための駆動電流を一定に維持した状態で該風車翼のピッチ角が第１目標値まで変化するのに要する第１時間を少なくとも含む前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する。
【００１０】
翼ピッチ機構に何らかの異常が生じているときには、所定の駆動電流をピッチアクチュエータに供給した場合におけるピッチレートが翼ピッチ機構の正常時と異なる場合がある。この場合、ピッチアクチュエータの駆動電流を一定に維持した状態でピッチ角が特定の大きさだけ変化する所要時間が、翼ピッチ機構の正常時と異なる。
上記（２）の方法によれば、各々の風車翼について、ピッチアクチュエータの駆動電流を一定にした状態で風車翼のピッチ角が第１目標値まで変化するのに要する第１時間を翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして取得するので、該第１時間に基づいて翼ピッチ機構の診断を適切に行うことができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、
各々の前記風車翼のピッチ角が一定レートで変化するように、該風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータを駆動するための駆動電流をフィードバック制御した場合における前記駆動電流の時間積分値を少なくとも含む前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する。
【００１２】
翼ピッチ機構に何らかの異常が生じているときには、所定のピッチレートでピッチ角を変化させるために必要なピッチアクチュエータの駆動電流が翼ピッチ機構の正常時と異なる場合がある。
上記（３）の方法によれば、各々の風車翼について、ピッチ角が一定レートで変化するようにピッチアクチュエータの駆動電流をフィードバック制御した場合の駆動電流の時間積分値を翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして取得するので、該駆動電流の時間積分値に基づいて翼ピッチ機構の診断を適切に行うことができる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の方法において、
前記駆動電流は、前記ピッチアクチュエータとしての油圧シリンダに圧油を供給するためのサーボ比例弁に与えるサーボ電流である。
【００１４】
上記（４）の方法によれば、ピッチアクチュエータとして油圧シリンダを用いた風力発電装置において、翼ピッチ機構の診断を適切に行うことができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの方法は、
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータのうち一のピッチアキュムレータから供給される圧油によって前記一のピッチアキュムレータに対応する前記ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させた後、前記一のピッチアキュムレータから供給される圧油のみによって前記ピッチアクチュエータをファイン側又はフェザー側に作動させる期間中に、前記一のピッチアキュムレータが設けられたピッチオイルラインの油の圧力と、前記一のピッチアキュムレータのガス圧力と、を計測するステップと、
前記ガス圧力と前記油の圧力との差が設定値に到達した時点又はそれ以降の設定値以上になった適切な時点の前記ガス圧力を、前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして取得するステップと、
を備える。
【００１６】
ピッチアキュムレータに蓄積された圧油が排出され、ピッチアキュムレータからピッチアクチュエータに供給可能な圧油が尽きたとき、ピッチアキュムレータが正常であれば、ピッチアキュムレータのガス圧力は初期封入圧となるが、ピッチアキュムレータに異常がある場合、ピッチアキュムレータのガス圧力は初期封入圧と異なる圧力となる場合がある。
上記（５）の構成によれば、風車翼毎に、各風車翼に対応するピッチアキュムレータに蓄積された圧油を、ピッチアクチュエータを作動させることによって排出させる。そして、ピッチアキュムレータのガス圧力と、該ピッチアキュムレータが設けられたピッチオイルラインの圧力との差が設定値に到達した時点（すなわち、アキュムレータ内の圧油が尽きたとみなせる時点）のガス圧力を、翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして取得する。よって、該ガス圧力を用いて、ピッチアキュムレータ（翼ピッチ機構）の診断を適切に行うことができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の方法は、
前記ガス圧力と前記油の圧力との差が設定値に到達した時点又はそれ以降の設定値以上になった適切な時点の前記ピッチアキュムレータのガスの温度の指標を取得するステップと、
前記時点の前記ガス圧力及び前記時点の前記温度の指標を、前記ピッチアキュムレータのヘルスチェック用データとして取得するステップと、
前記時点の前記ガス圧力と、前記時点の前記温度の指標との相関関係に基づいて、前記一のピッチアキュムレータの診断を行うステップと、
を備える。
【００１８】
ピッチアキュムレータのガス圧は、温度以外の条件が同じであっても、温度に応じて変化する。
上記（６）の構成によれば、該ピッチアキュムレータが設けられたピッチオイルラインの圧力との差が設定値に到達した時点（すなわち、アキュムレータ内の圧油が尽きたとみなせる時点）のガス圧と、当該時点におけるアキュムレータのガスの温度の指標との相関関係に基づいて、ピッチアキュムレータの診断を行う。よって、ピッチアキュムレータの診断を精度良く行うことができる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの方法は、
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータから危急弁の操作により供給される圧油によって前記ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させて、前記風車翼のピッチ角が第２目標値まで変化するのに要する第２時間を前記翼ピッチ機構の危急動作のヘルスチェック用データとして取得するステップを備える。
【００２０】
通常、風力発電装置は、危急時において、危急弁が作動してピッチアキュムレータからの圧油によってピッチアクチュエータがフェザー側に作動し、ピッチ角が所定時間以内に所定角度に変化するように設計される。
上記（７）の構成によれば、危急弁を操作することによって、ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させて、ピッチ角が第２目標値まで変化するのに要する第２時間に基づいて、危急弁の動作や他の弁の状態に異常がないことを示す危急動作のヘルスチェックを適切に行うことができる。
【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの方法は、
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータから、アキュムレータ電磁弁を介して供給される圧油によって前記ピッチアクチュエータをファイン側又はフェザー側に作動させて、前記風車翼のピッチ角が第３目標値まで変化するのに要する第３時間を、前記アキュムレータ電磁弁のヘルスチェック用データとして取得するステップを備える。
【００２２】
上記（８）の構成によれば、ピッチアキュムレータからアキュムレータ電磁弁を介して供給される圧油によってピッチアクチュエータを作動させて、ピッチ角が第３目標値までに変化するのに要する第３時間に基づいて、アキュムレータ電磁弁の診断を適切に行うことができる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの方法において、
前記風力発電装置は、
前記ピッチアクチュエータとしての油圧シリンダに圧油を供給するためのオイル供給ラインと、
前記オイル供給ラインに設けられ、前記油圧シリンダに供給する圧油を調節するための比例弁と、を含み、
前記方法は、
前記オイル供給ラインへの圧油の供給及び該オイル供給ラインからの圧油の排出が停止された状態で、規定長さの時間の開始時点及び終了時点のそれぞれにおける該オイル供給ラインの圧力を、前記比例弁のヘルスチェック用データとして取得するステップを備える。
【００２４】
上記（９）の構成によれば、オイル供給ラインへの圧油の供給及び該オイル供給ラインからの圧油の排出が停止された状態で、規定期間の開始時点及び終了時点におけるオイル供給ライン圧力をヘルスチェック用データとして取得するので、該ヘルスチェック用データに基づいて、単位時間当たりのオイル供給ライン圧力の低下量、すなわち、比例弁を介したオイル供給ラインからの圧油のリーク量を算出することができる。よって、比例弁の診断を適切に行うことができる。
【００２５】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の方法は、
前記ピッチアクチュエータに供給する圧油を生成するためのポンプを起動してから規定時間経過後の前記ポンプの有効電力又は無効電力に関するデータ、又は、前記ポンプを起動してから該ポンプの吐出側のライン圧力が規定値に達するまでの時間を、前記ポンプのヘルスチェック用データとして取得するステップをさらに備える。
【００２６】
上記（１０）の構成によれば、ピッチアクチュエータの供給する圧油を生成するためのポンプを起動してから規定時間経過後のポンプの有効電力又は無効電力に関するデータ（例えば、ピーク値又は定常値等）、又は、前記ポンプを起動してから該ポンプの吐出側のライン圧力が規定値に達するまでの時間を、該ポンプのヘルスチェック用データとして取得する。よって、これらのヘルスチェック用データにより、ポンプの診断を適切に行うことができる。
【００２７】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の方法において、
風力発電装置への風速が所定値以下で、且つ、主軸回転数も所定値以下の条件で、前記風力発電装置の停止中又は待機中に前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得し、
前記ヘルスチェック用データに対応する所定の正常管理値又は正常管理幅との比較で、翼ピッチ機構に点検が必要な状態と判断する。
【００２８】
上記（１１）の構成によれば、風速及び主軸回転数が所定値以下の条件で、風力発電装置の停止中又は待機中に翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する。すなわち、風車翼に作用する風荷重等の影響を低減した状態でヘルスチェック用データを取得するので、風力発電装置の診断を精度良く行うことができる。
【００２９】
（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置の診断システムは、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させるように構成された風車コントローラと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する少なくとも一つのセンサと、を備え、
前記風車コントローラは、前記ピッチアクチュエータの作動と前記センサによる計測とを、前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行して、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値をメモリに記録するように構成される。
【００３０】
風車コントローラは、該風車コントローラの制御演算周期毎にセンサからの計測値を取得して所持することができる。上記（１２）の構成によれば、風車コントローラにおいて制御演算周期毎に取得されるデータから、ヘルスチェック用データとして適切な応答値をメモリに記録する。このようにしてメモリに記憶されたヘルスチェック用データは、制御演算周期ごとの細やかなデータから得たものであり、風力発電装置の状態を的確に表すものである。よって、メモリに記憶されたヘルスチェック用データを用いて風力発電装置の診断を適切に行うことができる。
【００３１】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
前記診断システムは、
前記風車コントローラの前記メモリから、前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを収集するためのデータ収集装置を備える。
【００３２】
上記（１３）の構成によれば、データ収集部により、メモリからヘルスチェック用データを収集するようにしたので、制御演算周期ごとにデータを風車コントローラから直接取り出す場合に比べて、通信負荷を低減できるとともに、その後のデータ解析を容易に行うことができる。
【００３３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の構成において、
前記診断システムは、
前記データ収集装置により収集された前記ヘルスチェック用データに基づいて、前記翼ピッチ機構のヘルスチェックを行うように構成された診断装置を備える。
【００３４】
上記（１４）の構成によれば、データ収集装置により収集されたヘルスチェック用データに基づいて、診断装置により翼ピッチ機構のヘルスチェックを適切に行うことができる。
【００３５】
（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係る風力発電装置の診断システムは、
上記（１）乃至（１１）の何れかに記載の診断方法を実行するための風力発電装置の診断システムであって、
前記風力発電装置の状態を示す１以上のパラメータに関する代表データを記憶するための代表データ記憶部と、
前記１以上のパラメータに関するデータを１００ｍｓ以下の周期毎にそれぞれ取得し、取得した前記１以上のパラメータの前記データを該パラメータの前記代表データとして前記代表データ記憶部に記憶すべきか否かを前記周期ごとに判断するように構成された代表データ選択部と、
前記代表データ記憶部に記憶された前記風力発電装置の状態に関する前記１以上のパラメータの前記代表データを前記代表データ記憶部から収集するように構成されたデータ収集部と、を備え、
前記代表データ選択部は、前記ヘルスチェック用データを前記代表データとして選択するように構成される。
【００３６】
上記（１５）に係る診断システムでは、１００ｍｓ以下の比較的短い周期ごとに風力発電装置の状態を示すパラメータのデータを取得し、当該データを代表データとして記憶すべきか否かを代表データ選択部において判断するようになっている。そして、代表データ記憶部には、代表データ選択部によって代表データとして記憶すべきであると判断されたデータとして、上記（１）〜（１１）で述べたヘルスチェック用データが記憶される。こうして代表データ記憶部に記憶されたヘルスチェックデータは、比較的短い周期ごとの細やかなデータから得たものであり、風力発電装置の状態を的確に表すものであるから、当該ヘルスチェックデータを用いることにより、風力発電装置の診断を適切に行うことができる。
また、データ収集部により、代表データ記憶部から代表データを収集するようにしたので、比較的短い周期ごとにデータを代表データ記憶部から直接取り出す場合に比べて、通信負荷を低減できるとともに、その後のデータ解析を容易に行うことができる。
よって、上記（１５）の構成によれば、上述のようにして収集された代表データを用いることにより、通信負荷を低減しながら、容易なデータ解析により風力発電装置の診断を適切に行うことができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の風車翼を備える風力発電装置の翼ピッチ機構の詳細な診断が可能な風力発電装置の診断方法及び診断システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】一実施形態に係る風力発電装置の診断システムを示す概略図である。
【図３】図２に示す診断システムのうちピッチ駆動装置の部分をより詳細に示す図である。
【図４】幾つかの実施形態に係る診断方法のフローチャートである。
【図５】一実施形態に係る風力発電装置における油圧バルブ（比例弁）の駆動電流の指令値及び風車翼のピッチ角の時間変化の一例を示すグラフである。
【図６】一実施形態に係る風力発電装置における、風車コントローラからのピッチ指令角及び油圧バルブ（比例弁）の駆動電流の指令値の時間変化の一例を示すグラフである。
【図７】一実施形態に係る風力発電装置の風車翼についての、各バルブの位置と、風車翼のピッチ角と、ピッチアキュムレータのガス圧力及びピッチオイルラインの油の圧力の時間変化の一例を示すグラフである。
【図８】一実施形態に係る風力発電装置の特定の風車翼におけるピッチアキュムレータのガス圧とナセル内温度の関係を示すグラフである。
【図９】一実施形態に係る風力発電装置において、油圧ポンプの有効電力、無効電力、及び、油圧ポンプの吐出側の供給ラインの圧力の時間変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００４０】
まず、本発明の一実施形態に係る診断方法の診断対象となる風力発電装置について説明する。図１は、一実施形態に係る風力発電装置の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、風力発電装置１は、風車翼４が取り付けられたハブ３と、ハブ３が連結される回転シャフト６とを含む風車ロータ２と、発電機１０と、回転シャフト９を介して風車ロータ２の回転エネルギーを発電機１０に伝えるためのドライブトレイン８と、を備える。発電機１０は、ドライブトレイン８によって伝えられる風車ロータ２の回転エネルギーによって駆動されるように構成される。
【００４１】
風力発電装置１において、風車翼４が受けた風の力によって風車ロータ２全体が回転すると、回転シャフト６からドライブトレイン８に回転が入力される。回転シャフト６から入力された回転はドライブトレイン８によって回転シャフト９を介して発電機１０に伝達される。ドライブトレイン８は、回転シャフト６から入力された回転を増速するように構成された増速機であってもよい。ドライブトレイン８は、油圧ポンプと、高圧油ラインと、低圧油ラインと、油圧モータとを含む油圧式ドライブトレインや、機械式（ギヤ式）の増速機であってもよい。
あるいは、風力発電装置１は、ハブ３と発電機１０とがドライブトレイン８を介さずに直接連結されたダイレクトドライブ方式の風力発電装置であってもよい。
ドライブトレイン８及び発電機１０は、タワー１２に支持されるナセル１１の内部に収容されていてもよい。タワー１２は水上又は陸上の基礎に立設されてもよい。
【００４２】
風力発電装置１は、風車翼４のピッチ角を調節するための翼ピッチ機構２０（図２参照）を備えている。翼ピッチ機構２０は、風車翼４のピッチ角を変化させるように構成されたピッチ駆動装置１４を含む。ピッチ駆動装置１４は、複数の風車翼４の各々に設けられており、各ピッチ駆動装置１４は、該ピッチ駆動装置１４に対応する風車翼４のピッチ角を変化させるように構成されている。翼ピッチ機構２０は、風車翼４のピッチ角を適切に変化させるように、風車コントローラ１１０によって制御されるようになっていてもよい。
【００４３】
ピッチ駆動装置１４は、風車翼４に接続されて、風車翼４のピッチ角を変化させるように作動するピッチアクチュエータを含む。ピッチアクチュエータは、油圧シリンダを含む油圧式のピッチアクチュエータであってもよく、あるいは、電動モータを含む電動式のピッチアクチュエータであってもよい。
【００４４】
以下、ピッチ駆動装置１４として、油圧シリンダを含む油圧式のピッチアクチュエータを採用した風力発電装置１について図を参照して説明するが、幾つかの実施形態では、ピッチ駆動装置１４は電動式のピッチアクチュエータを含むものであってもよい。
【００４５】
図２は、一実施形態に係る風力発電装置１の診断システム１００を示す概略図であり、図３は、図２に示す診断システム１００のうちピッチ駆動装置１４の部分をより詳細に示す図である。
【００４６】
図２に示すように、風力発電装置１の診断システム１００は、ピッチアクチュエータとしての油圧シリンダ１６を作動させるための風車コントローラ１１０と、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の作動に対する応答を示す応答値を計測する少なくとも１つのセンサ（例えば、図３に示す圧力センサ２０１，２０２や、ナセルの内部に設けられる温度センサ（不図示）等）と、を備える。
風車コントローラ１１０は、以下説明する翼ピッチ機構４０のヘルスチェック用データとして、上述の応答値を記録するためのメモリを含む。
【００４７】
図２に示すように、油圧シリンダ１６を含む翼ピッチ機構２０は、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）及び油圧バルブ１８を含むピッチ駆動装置１４と、油圧源としての油圧ポンプ２２と、油を貯留するための油タンク２４と、油圧ポンプ２２と油圧シリンダ１６との間に設けられた供給ライン２６と、を含む。油タンク２４に貯留された油は、供給ライン２６を介して油圧シリンダ１６に供給されるようになっている。なお、油圧シリンダ１６は、各々の風車翼４の翼根部５（図１参照）に設けられていてもよい。
【００４８】
なお、図示する実施形態において、風力発電装置１は、第１翼〜第３翼からなる３枚の風車翼４を有し、ピッチ駆動装置１４は、３枚の風車翼４の各々に対応して設けられている。図２においては第１翼に対応するピッチ駆動装置１４のみが明示的に図示されており、第２翼及び第３翼にそれぞれ対応するピッチ駆動装置１４の図示は省略されているが、第２翼及び第３翼に対応するピッチ駆動装置１４は、第１翼に対応するピッチ駆動装置１４と同様の構成を有する。
【００４９】
油タンク２４には作動油が貯蔵されており、該作動油は、油圧ポンプ２２によって昇圧され、供給ライン２６を通って分配ブロック２８及び流量調整弁３０を介して、さらに風車翼４毎に設けられる分岐供給ライン２７を通って各風車翼４毎に設けられた油圧バルブ１８及び油圧シリンダ１６へ供給される。
なお、各風車翼４に設けられる油圧シリンダ１６からの油は、分岐返送ライン３１及び返送ライン３２を通って油タンク２４に返送されるようになっている。また、供給ライン２６と返送ライン３２とは、リリーフ弁３４を介して接続され、供給ライン２６の圧力が規定値を超えた時にリリーフ弁３４を介して圧油が返送ライン３２に逃れるようにして、供給ライン２６の圧力が過大とならないようにしてもよい。
【００５０】
供給ライン２６には、圧油を蓄積するためのアキュムレータ４１が設けられていてもよい。また、供給ライン２６の圧力、及び、アキュムレータ４１のガス圧をそれぞれ検出するための圧力センサ１０１，１０２が設けられていてもよい。
【００５１】
図２及び図３に示すように、油圧シリンダ１６は、油圧シリンダ１６内を摺動するピストン３６により隔てられる第１室１５と第２室１７とを含む。そして油圧シリンダ１６は、第１室１５への油の供給と第２室１７への油の供給の切り替えにより、風車翼４のピッチ角の変化をファイン側又はフェザー側との間で切り替え可能に構成される。すなわち、油圧シリンダ１６のピストンロッド３８には風車翼４が接続されており、第１室１５又は第２室１７への油の供給量に応じてピストン３６が移動すると、それに伴ってピストンロッド３８に接続された風車翼４のピッチ角がファイン側とフェザー側との間で変化するようになっている。
【００５２】
油圧バルブ１８は、分岐供給ライン２７に設けられており、油圧シリンダ１６への油の供給量を調節可能に、かつ、第１室１５と第２室１７との間で油の供給先を切り替え可能に構成される。
【００５３】
幾つかの実施形態では、油圧バルブ１８は、電流が付与されることにより、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）が駆動されるようになっている。すなわち、油圧バルブ１８に付与される電流は、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を駆動するための駆動電流である。
【００５４】
一実施形態では、油圧バルブ１８は、風車コントローラ１１０から風車翼４のピッチ角の調節のための指令値（電流指令値）に応じた駆動電流が付与されるようになっており、これにより、風車翼４のピッチ角を変化させる方向に応じて油圧流路を切り替えると共に、油圧シリンダ１６へ供給する作動油の流量を制御する。
このような油圧バルブ１８により油の供給先および供給量を調節することで、風車翼４のピッチ角を、油の供給量に応じて所望の量だけ任意に調節可能である。
【００５５】
一実施形態では、油圧バルブ１８は、２つのソレノイドの１つに入力電流（駆動電流）を与えることにより方向を制御し、入力電流（駆動電流）の大きさを変えることにより流量の大きさを制御することが可能な電磁比例制御弁である。
一実施形態では、油圧バルブ１８は、駆動電流としてのサーボ電流を与えられて油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を駆動するように構成されたサーボ比例弁である。
【００５６】
図３に示すように、風車翼４の各々に対応して設けられるピッチ駆動装置１４は、種々のバルブを含む油圧回路により構成されていてもよい。
図３に示すピッチ駆動装置１４において、比例弁である油圧バルブ１８は、Ａポート、Ｂポート、Ｐポート及びＴポートを含む４つのポートを有している。これらのポートは、それぞれ、第１室１５と油圧バルブ１８とを接続する第１シリンダライン４２、第２室１７と油圧バルブ１８とを接続する第２シリンダライン４４、分岐供給ライン２７、及び分岐返送ライン３１に接続されている。そして、油圧バルブ１８に供給される駆動電流に応じて、各ポートの接続状態が変わるようになっている。
【００５７】
分岐供給ライン２７には、圧油を蓄積するためのピッチアキュムレータ６６が設けられたピッチオイルライン４６が接続されている。ピッチオイルライン４６には、ピッチオイルラインと分岐供給ライン２７との連通状態を変更するためのアキュムレータ電磁弁５６が設けられている。なお、ピッチアキュムレータ６６に蓄積された圧油は、必要に応じて、分岐供給ライン２７、又は、連通ライン４８を介して、油圧シリンダ１６の第１室１５又は第２室１７に供給可能になっている。
【００５８】
ピッチオイルライン４６に接続する連通ライン４８からは、油圧シリンダ１６の第１室１５及び第２室１７にそれぞれ接続される第１通路５０及び第２通路５２が分岐している。連通ライン４８には、ピッチオイルライン４６と第１通路５０及び第２通路５２との連通状態を変更するための電磁弁６０が設けられている。また、第１通路５０及び第２通路５２には、それぞれパイロットチェック弁６２，６４が設けられている。
【００５９】
パイロットチェック弁６２，６４は、パイロットライン５４を介してパイロット圧が付与されるパイロットポートを有している。パイロットライン５４と、分岐供給ライン２７及び分岐返送ライン３１との間には危急弁５８が設けられており、この危急弁５８の切替えによって、パイロットチェック弁６２，６４のパイロットポートに付与されるパイロット圧が切替えられるようになっている。
【００６０】
図示する実施形態においては、危急弁５８は電磁弁であり、危急弁５８の励磁時には、パイロットライン５４と比較的高圧の分岐供給ライン２７が連通可能となり、該分岐供給ライン２７の圧力がパイロット圧として、パイロットチェック弁６２，６４のパイロットポートに付与される。また、危急弁５８の非励磁時には、パイロットライン５４と比較的低圧の分岐返送ライン３１が連通可能となり、該分岐返送ライン３１の圧力がパイロット圧として、パイロットチェック弁６２，６４のパイロットポートに付与される。
以下、パイロットチェック弁６２，６４のパイロットポートに比較的高圧の分岐供給ライン２７の圧力がパイロット圧として付与される状態をパイロットＯＮといい、比較的低圧の分岐返送ライン３１の圧力がパイロット圧として付与される状態をパイロットＯＦＦという。
【００６１】
パイロットチェック弁６２は、パイロットＯＮのときには連通ライン４８と第１通路５０との間の圧油の流れを遮断するとともに、パイロットＯＦＦのときには連通ライン４８から第１通路５０への圧油の流れを許容するチェック弁として機能する。
パイロットチェック弁６４は、パイロットＯＮのときには連通ライン４８と第２通路５２との間の圧油の流れを遮断するとともに、パイロットＯＦＦのときには第２通路５２から連通ライン４８への圧油の流れを許容するチェック弁として機能する。
【００６２】
分岐供給ライン２７には、チェック弁６８が設けられており、供給ライン２６から供給される圧油の圧力が低下したときには、供給ライン２６と分岐供給ライン２７とを非連通状態とするようになっている。
また、ピッチオイルライン４６及びピッチアキュムレータ６６には、ピッチオイルラインの圧力及びピッチアキュムレータのガス圧力をそれぞれ検出するための圧力センサ２０１が設けられている。
【００６３】
ここで、風車翼４のピッチ角を調節するときのピッチ駆動装置１４の動作について簡単に説明する。
【００６４】
風力発電装置１の通常運転時において、風車翼４のピッチ角をファイン側に変化させるときには、油圧バルブ１８に駆動電流を与えて、油圧バルブ１８のＰポートとＢポート、及び、ＴポートとＡポートがそれぞれ接続されるように作動させる。そうすると、分岐供給ライン２７からの圧油が、Ｐポート、Ｂポート、及び第２シリンダライン４４を介して油圧シリンダ１６の第２室１７に導かれるとともに、第１室１５の中の圧油が、第１シリンダライン４２、Ａポート及びＴポートを介して分岐返送ライン３１に導かれる。これにより、油圧シリンダ１６のピストン３６及びピストンロッド３８が第１室１５側に向かって移動し、風車翼４のピッチ角はファイン側に変化する。
【００６５】
風力発電装置１の通常運転時において、風車翼４のピッチ角をファイン側に変化させるときには、油圧バルブ１８に駆動電流を与えて、油圧バルブ１８のＰポートと、Ａポート及びＢポートとが接続されるように作動させる。そうすると、分岐供給ライン２７からの圧油が、Ｐポート、Ａポート、及び第１シリンダライン４２を介して油圧シリンダ１６の第１室１５に導かれるとともに、第２室１７の中の圧油が、第１シリンダライン４２、Ａポート及びＢポートを介して第１室１５に導かれる。これにより、油圧シリンダ１６のピストン３６及びピストンロッド３８が第２室１７側に向かって移動し、風車翼４のピッチ角はフェザー側に変化する。
【００６６】
なお、風力発電装置１の通常運転時には、チェック弁６８を介して、供給ライン２６からの圧油がピッチ駆動装置１４に供給される。また、アキュムレータ電磁弁５６は励磁状態とされ、ピッチオイルライン４６と分岐供給ライン２７とが連通した状態となる。これにより、ピッチアキュムレータ６６と分岐供給ライン２７の圧力がほぼ同一となり、ピッチアキュムレータ６６に圧油が蓄積された状態となる。また、危急弁５８は励磁状態とされ、これにより、パイロットチェック弁６２，６４はそれぞれ閉止された状態となる。
【００６７】
風力発電装置１の危急時において、風車翼４のピッチ角をフェザー側に変化させるときには、油圧バルブ１８に与える駆動電流をゼロとし、分岐供給ライン２７、分岐返送ライン３１、第１シリンダライン４２及び第２シリンダライン４４の接続が遮断されるように作動させる。また、危急弁５８を非励磁状態として、これにより、パイロットチェック弁６２，６４がそれぞれチェック弁として機能し、上述したように規定方向の圧油の流れが許容される。この際、電磁弁６０は非励磁とされ、ピッチアキュムレータ６６に蓄積された圧油が、連通ライン４８及び第１通路５０を介して、油圧シリンダの第１室１５に導かれる。また、油圧シリンダの第２室１７内の圧油は、第２通路５２及び第１通路５０を介して第１室１５に導かれる。これにより、油圧シリンダ１６のピストン３６及びピストンロッド３８が第２室１７側に向かって移動し、風車翼４のピッチ角はフェザー側に変化する。
【００６８】
以上に説明した風力発電装置１の診断を行うために、幾つかの実施形態に係る診断方法を適用することができる。
【００６９】
図４は、幾つかの実施形態に係る診断方法のフローチャートである。
図４に示すように、幾つかの実施形態に係る診断方法では、まず、風力発電装置１の複数の風車翼４のうち一の風車翼４（例えば第１翼）以外の他の風車翼４（例えば第２翼及び第３翼）の各々に対応する油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させずに、一の風車翼（ここでは第１翼）に対応する油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させる（作動ステップＳ２）。
次に、ステップＳ２で油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させた一の風車翼４（ここでは第１翼）に対応するピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する（計測ステップＳ４）。
そして、上述の作動ステップＳ２及び計測ステップＳ４を、複数の風車翼４の各々について（すなわち、第２翼及び第３翼について）繰り返し実行し（ステップＳ６）、各風車翼４についてステップＳ２で計測された応答値を、翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得する（ステップＳ８）。
【００７０】
上述した診断方法では、複数の風車翼４のうち、ヘルスチェック用データの取得対象である風車翼（一の風車翼）以外の風車翼４の油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させない状態で、風車翼４毎に翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得する。したがって、診断対象の風車翼４以外の他の風車翼４に対応する油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の作動の影響が低減された状態で、診断対象の風車翼４の油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させて、その作動に対応する応答値を取得することができる。よって、このようにして取得された応答値を含むヘルスチェック用データを用いて複数の風車翼４を備える風力発電装置１の翼ピッチ機構２０の詳細な診断が可能である。
【００７１】
また、上述した診断方法において、複数の風車翼４のうち、ヘルスチェック用データの取得対象以外の風車翼４について、油圧シリンダ１６を作動させずにフェザー位置にある状態に維持しながら取得対象の風車翼４についての翼ピッチ機構２０の応答値を取得することにより、風車ロータ２の回転数が低減された状態で、ヘルスチェック用データを取得することができる。すなわち、風車翼４に作用する風荷重を低減した状態でヘルスチェック用データを取得することができるので、より精度の良好な翼ピッチ機構２０の診断を行うことが可能である。
【００７２】
以下、幾つかの実施形態に係る風力発電装置１の診断方法について、図５〜図９を参照してより具体的に説明する。
【００７３】
図５は、一実施形態に係る風力発電装置１における油圧バルブ１８の駆動電流の指令値及び風車翼４のピッチ角の時間変化の一例を示すグラフである。
幾つかの実施形態では、計測ステップＳ２で計測される油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の作動に対する応答値として、各々の風車翼４に対応する油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を駆動するための駆動電流を一定に維持した状態で、該風車翼４のピッチ角が第１目標値まで変化するのに要する第１時間を計測する。そして、ステップＳ８では、上述の第１時間を少なくとも含む翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得する。
【００７４】
翼ピッチ機構２０に何らかの異常が生じているときには、所定の駆動電流をピッチアクチュエータに供給した場合におけるピッチレートが翼ピッチ機構２０の正常時と異なる場合がある。この場合、ピッチアクチュエータの駆動電流を一定に維持した状態でピッチ角が特定の大きさだけ変化する所要時間が、翼ピッチ機構２０の正常時と異なる。
よって、上述のように、各々の風車翼４について、ピッチアクチュエータの駆動電流を一定にした状態で風車翼４のピッチ角が第１目標値まで変化するのに要する第１時間を翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得することにより、該第１時間に基づいて翼ピッチ機構２０の診断を適切に行うことができる。
【００７５】
例えば、本実施形態の一例として、図５に示す例では、油圧シリンダ１６の油圧バルブ１８に与える駆動電流の指令値として、ピッチ角をファイン側に駆動するための一定の駆動電流の指令値Ｉ１を用いている。
ステップＳ２〜Ｓ６では、まず、第２翼及び第３翼については上記駆動電流の指令値をゼロに維持したまま（すなわち、ピッチ角を動かさない）、第１翼について、駆動電流の指令値をＩ１で一定に維持した状態で、第１翼のピッチ角が、基準値Ａ０からファイン側の第１目標値Ａ１まで変化するのに要する第１時間Ｔ１１を計測する。
次に、第１翼及び第３翼については上記駆動電流の指令値をゼロに維持してピッチ角を動かさずに、第２翼について、駆動電流の指令値をＩ１で一定に維持した状態で、第２翼のピッチ角が基準値Ａ０からファイン側の第１目標値Ａ１まで変化するのに要する第１時間Ｔ１２を計測する。
同様に、第３翼についても、第３翼のピッチ角が基準値Ａ０から第１目標値Ａ１まで変化するのに要する第１時間Ｔ１３を計測する。
【００７６】
そして、ステップＳ８において、このようにして得られた第１翼〜第３翼のそれぞれについての第１時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３を、翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得する。
【００７７】
このヘルスチェック用データを用いて、例えば、第１翼についての第１時間Ｔ１１が第２翼及び第３翼についての第１時間Ｔ１２，Ｔ１３よりも長い場合には、第１翼において翼ピッチ機構２０に何らかの異常が生じている可能性があると判定することができる。
あるいは、上述のヘルスチェック用データを、定期的に、あるいは特定のタイミング（例えば風車の起動時等）で複数回取得して、特定の風車翼４、例えば第２翼についての第１時間Ｔ１２が過去の第２翼についての第１時間Ｔ１２よりも長くなっているときに、第２翼において翼ピッチ機構２０に何らかの異常が生じている可能性があると判定することができる。
【００７８】
なお、幾つかの実施形態では、油圧シリンダ１６の油圧バルブ１８に与える一定の駆動電流の指令値として、ピッチ角をフェザー側に駆動するための駆動電流の指令値Ｉ２を用いてもよい。この場合、各風車翼４のピッチ角が、基準値（例えば、図５中のＡ１）からフェザー側の第１目標値（例えば、図５中のＡ０）まで変化するのに要する第１時間Ｔ１１’，Ｔ１２’，Ｔ１３’（図５参照）をそれぞれ第１翼〜第３翼についての応答値として計測し、これらを翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得してもよい。
【００７９】
図６は、一実施形態に係る風力発電装置１における、風車コントローラ１１０からのピッチ指令角及び油圧バルブ１８の駆動電流の指令値の時間変化の一例を示すグラフである。
幾つかの実施形態では、計測ステップＳ２で計測される油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の作動に対する応答値として、各々の風車翼４のピッチ角が一定レートで変化するように、風車翼４に対応する油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を駆動するための駆動電流をフィードバック制御した場合における該駆動電流の時間積分値を計測する。そして、ステップＳ８では、上述の時間積分値を少なくとも含む翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得する。
【００８０】
翼ピッチ機構２０に何らかの異常が生じているときには、所定のピッチレートでピッチ角を変化させるために必要なピッチアクチュエータの駆動電流が翼ピッチ機構２０の正常時と異なる場合がある。
したがって、各々の風車翼４について、ピッチ角が一定レートで変化するようにピッチアクチュエータの駆動電流をフィードバック制御した場合の駆動電流の時間積分値を翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得することにより、該駆動電流の時間積分値に基づいて翼ピッチ機構２０の診断を適切に行うことができる。
【００８１】
例えば、本実施形態の一例として、図６に示す例では、ステップＳ２〜Ｓ６において、まず、第２翼及び第３翼については駆動電流の指令値をゼロに維持したまま（すなわち、ピッチ角を動かさずに）、第１翼について、一定のピッチレートで、風車翼４のピッチ角をフェザー側のＡ０からファイン側のＡ２まで変化させるように油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の駆動電流のフィードバック制御を行う。そして、ピッチ指令角がＡ０からファイン側に変化し始める時刻ｔ１から、ピッチ指令角がＡ２に到達した時刻ｔ２までの駆動電流の時間積分値、すなわち、図６においてＳ１で示す部分の面積を算出する。
次に、第２翼及び第３翼についてもそれぞれ同様に、第１翼の場合と同じ一定のピッチレートで、風車翼４のピッチ角をフェザー側のＡ０からファイン側のＡ２まで変化させるように油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の駆動電流のフィードバック制御を行ったときの、駆動電流の時間積分値、すなわち、図６においてＳ２及びＳ３でそれぞれ示す部分の面積を算出する。
なお、第１翼〜第３翼の各々について、上述の駆動電流の時間積分値を算出する際のピッチレートが同一であることから、ピッチ指令角がＡ０からＡ２になるまでの経過時間（第１翼〜第３翼について、それぞれ、図６に示すｔ１〜ｔ２、ｔ５〜ｔ６、ｔ９〜ｔ１０の期間の長さ）も、ほぼ同一となる。
【００８２】
そして、ステップＳ８において、上述のようにして得られた第１翼〜第３翼のそれぞれについての上述の駆動電流の時間積分値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得する。
【００８３】
このヘルスチェック用データを用いて、例えば、第１翼についての駆動電流の時間積分値Ｓ１が、第２翼及び第３翼についての駆動電流の時間積分値Ｓ２，Ｓ３よりも大きい場合には、第１翼において翼ピッチ機構２０に何らかの異常が生じている可能性があると判定することができる。
あるいは、上述のヘルスチェック用データを、定期的に、あるいは特定のタイミング（例えば風車の起動時等）で複数回取得して、特定の風車翼４、例えば第２翼についての駆動電流の時間積分値Ｓ２が過去の第２翼についての駆動電流の時間積分値Ｓ２よりも大きくなっているときに、第２翼において翼ピッチ機構２０に何らかの異常が生じている可能性があると判定することができる。
【００８４】
なお、幾つかの実施形態では、ステップＳ２〜Ｓ６において、計測対象の風車翼４について、ファイン側の角度（例えば図６のＡ３）から、フェザー側の角度（例えば図６のＡ０）まで、一定のピッチレートで風車翼４のピッチ角を変化させるようにピッチアクチュエータの駆動電流のフィードバック制御を行ってもよい。そして、ピッチ指令角がＡ３からフェザー側に変化し始める時刻（図６のｔ３，ｔ７，ｔ１１）から、ピッチ指令角がＡ０に到達した時刻（図６のｔ４，ｔ８，ｔ１２）までの駆動電流の時間積分値、すなわち、図６においてＳ１’、Ｓ２’，Ｓ３’で示す部分の面積を算出し、これらを翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得してもよい。
【００８５】
図７は、一実施形態に係る風力発電装置１における、複数の風車翼４のうち１つ（例えば第１翼）についての、油圧バルブ１８（比例弁）、危急弁５８、及びアキュムレータ電磁弁５６（Ａｃｃ供給弁）の位置と、風車翼４のピッチ角と、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力（ガス圧）及びピッチオイルライン４６の油の圧力（ライン圧）の時間変化の一例を示すグラフである（図３参照）。なお、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力及びピッチオイルライン４６の油の圧力は、圧力センサ２００，２０１（図３参照）によってそれぞれ取得できる。
【００８６】
幾つかの実施形態では、ステップＳ２〜Ｓ６において、複数の風車翼４にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータ６６のうち一のピッチアキュムレータ６６から供給される圧油によって前記一のピッチアキュムレータ６６に対応する油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）をフェザー側に作動させた後、前記一のピッチアキュムレータ６６から供給される圧油のみによって油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）をファイン側又はフェザー側に作動させる期間中に、前記一のピッチアキュムレータ６６が設けられたピッチオイルライン４６の油の圧力ＰＧと、前記一のピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＬと、を計測する。そして、ステップＳ８では、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＧとピッチオイルライン４６の油の圧力ＰＬとの差ΔＰが設定値に到達した時点のガス圧力ＰＧ１を、翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得する。
【００８７】
ピッチアキュムレータ６６に蓄積された圧油が排出され、ピッチアキュムレータ６６から油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）に供給可能な圧油が尽きたとき、ピッチアキュムレータ６６が正常であれば、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＧは初期封入圧ＰＧ０となるが、ピッチアキュムレータ６６に異常がある場合、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＧは初期封入圧ＰＧ０と異なる圧力となる場合がある。
そこで、各風車翼４に対応するピッチアキュムレータ６６に蓄積された圧油を、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させることによって排出させ、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＧと、該ピッチアキュムレータ６６が設けられたピッチオイルライン４６の圧力ＰＬとの差ΔＰが設定値に到達した時点（すなわち、ピッチアキュムレータ６６内の圧油が尽きたとみなせる時点）のガス圧力ＰＧ１を、翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得することにより、該ガス圧力ＰＧ１を用いて、油圧シリンダ１６（ピッチアキュムレータ）（翼ピッチ機構２９）の診断を適切に行うことができる。
【００８８】
例えば、本実施形態の一例として、図７に示す例では、ステップＳ２〜Ｓ６において、まず、第２翼及び第３翼に対応する油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させずに、第１翼を対象として、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＧ及びピッチオイルラインのライン圧ＰＬとを計測する。
図７に示す事項ｔ２０からｔ２３までの期間においては、リリーフ弁３４（図２参照）が開放されている。これにより、油圧ポンプ２２で生成された圧油は、リリーフ弁３４を介して返送ライン３２を通って油タンク２４に返送されるようになっており、分岐供給ライン２７においてはチェック弁６８の前後の圧力差によりチェック弁６８は閉止され、供給ライン２６からの圧油は、各風車翼４のピッチ駆動装置１４には供給されない状態となっている。
【００８９】
第１翼に対応するピッチ駆動装置１４において、図７に示す時刻ｔ２０からｔ２１までの期間において、危急弁５８（電磁弁）が非励磁とされ、これにより、パイロットチェック弁６２，６４がチェック弁として機能するようになり、ピッチアキュムレータ６６に蓄積された圧油が、連通ライン４８及び第１通路５０を介して、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の第１室１５に導入され、該油圧シリンダ１６がフェザー側に作動される。なお、このとき第１翼のピッチ角はＡ５となっている。この際、ピッチアキュムレータ６６の圧油が徐々に消費され、ピッチアキュムレータ６６のガス圧ＰＧ及びピッチオイルラインのライン圧ＰＬは、徐々に低下する。
【００９０】
その後、時刻ｔ２１において、危急弁５８を励磁するとともに油圧バルブ１８（比例弁）に対しファイン側の励磁電流を与えて、ピッチアキュムレータ６６に残存している圧油を、分岐供給ライン２７及び油圧バルブ１８を介して、油圧シリンダ１６の第２室１７に導く。すなわち、ピッチアキュムレータ６６から供給される圧油のみによって、油圧シリンダ１６をファイン側に作動させる。そして、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＧとピッチオイルライン４６の油の圧力ＰＬとの差ΔＰが設定値に到達した時点（図７の時刻ｔ２２）のガス圧力ＰＧ１を、翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得する（ステップＳ８）。なお、この時点ｔ２２における風車翼４のピッチ角はＡ５となっている。
なお、ピッチアキュムレータ６６内の圧油が尽きると、ピッチアキュムレータ６６が設けられたピッチオイルライン４６の圧力は急激に低下する傾向があるため、上述のガス圧力ＰＧとライン圧力ＰＬとの差ΔＰが所定値以上に大きくなった時、ピッチアキュムレータ６６の圧油が尽きたとみなすことができる。
【００９１】
次に、第２翼及び第３翼についても、それぞれ第１翼の場合と同様に、ピッチアキュムレータ６６のガス圧力ＰＧとピッチオイルライン４６の油の圧力ＰＬとの差ΔＰが設定値に到達した時点（図７の時刻ｔ２２）のガス圧力ＰＧ１を、翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データとして取得する。
【００９２】
ピッチアキュムレータ６６が正常であれば、上述のガス圧ＰＧ１は、ピッチアキュムレータ６６の初期封入圧力と同程度になるはずである。よって、例えば、第１翼についてヘルスチェックデータとして取得したガス圧ＰＧ１が初期封入圧よりも小さい場合、第１翼に対応するピッチアキュムレータ６６に異常が生じていると判定することができる。
【００９３】
幾つかの実施形態では、上述のようにして取得したガス圧力ＰＧとライン圧ＰＬとの差ΔＰが設定値に到達した時点（図７の時刻ｔ２２）のピッチアキュムレータ６６のガスの温度の指標を取得する。そして、この時点ｔ２２のガス圧力ＧＬ及び同じ時刻時点ｔ２２のガスの温度の指標を、ピッチアキュムレータ６６のヘルスチェック用データとして取得する。
そして、この時点ｔ２２のガス圧力ＧＬ及び前記温度の指標との相関関係に基づいて、ピッチアキュムレータ６６の診断を行う。
【００９４】
幾つかの実施形態では、上述の、ピッチアキュムレータ６６のガスの温度の指標として、ナセル１１（図１参照）内に設置された温度センサ（不図示）を用いて取得されるナセル内温度を用いてもよい。
【００９５】
図８は、一実施形態に係る風力発電装置１の特定の風車翼４（例として第１翼）において、上述のようにして複数回取得された、ピッチアキュムレータ６６のガス圧ＰＧと、ナセル内温度の関係を示すグラフである。なお、ガス圧ＰＧとナセル内温度は、定期的に、又は、規定のタイミング毎に取得されるようになっていてもよい。例えば、これらのパラメータは、風力発電装置１の起動される度に、その起動時に取得されるようになっていてもよい。
【００９６】
ピッチアキュムレータのガス圧は、温度以外の条件が同じであっても、温度に応じて変化する。したがって、ガス温度を考慮せずにガス圧ＰＧに基づいてピッチアキュムレータの診断を行った場合、適切な診断が行えない場合がある。
例えば、図８の直線Ｌ１，Ｌ１’及び直線Ｌ２，Ｌ２’は、それぞれ、ガス圧ＰＧが適正範囲内にあるか否かを判断するためのガス圧の下限値及び上限値を示す直線である。直線Ｌ１，Ｌ１’は、それぞれ温度によらず一定の圧力値をとるのに対し、直線Ｌ２，Ｌ２’は、気体の状態方程式に基づいて、温度に依存して圧力値が変化するようになっている。  
【００９７】
図８に示すような複数のガス圧ＰＧ１のデータが取得された場合、ＰＧ１を示す各点は、温度に依存しない下限値の直線Ｌ１以上かつ上限値の直線Ｌ１’以下の範囲に含まれるので、直線Ｌ１，Ｌ１’を用いた評価によれば、ピッチアキュムレータ６６に異常は生じていない、と判定される。
一方、温度に依存する直線Ｌ２，Ｌ２’を用いた評価によれば、ＰＧ１を示す各点のうち、ほとんどは下限値の直線Ｌ２以上かつ上限値の直線Ｌ２’以下の範囲に含まれるが、グラフ中にＰＧ１ｘとして示す点は、この範囲から外れている。したがって、上述のガス圧ＰＧ１として、ＰＧ１ｘが取得されたときに、ピッチアキュムレータ６６に異常が生じていたと判定することができる。
【００９８】
このように、ピッチアキュムレータ６６のガス圧ＰＧと、ピッチオイルライン４６のライン圧力ＰＬとの差ΔＰが設定値に到達した時点ｔ２２（すなわち、アキュムレータ内の圧油が尽きたとみなせる時点ｔ２２）のガス圧ＰＧ１と、当該時点ｔ２２におけるピッチアキュムレータ６６のガスの温度の指標との相関関係に基づいて、ピッチアキュムレータ６６の診断を行うことにより、ピッチアキュムレータ６６の診断を精度良く行うことができる。これにより、例えば、ガス温度に依存しないガス圧ＰＧ１の閾値による診断（例えば上述の直線Ｌ１，Ｌ１’に基づく診断）では見逃してしまう可能性のあるピッチアキュムレータ６６の異常をも検出することができるようになる。
【００９９】
幾つかの実施形態では、複数の風車翼４（第１翼〜第３翼）にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータ６６から危急弁５８の操作により供給される圧油によって油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）をフェザー側に作動させて、各風車翼４のピッチ角が第２目標値まで変化するのに要する第２時間を危急弁５８のヘルスチェック用データとして取得してもよい。
【０１００】
より具体的には、危急弁５８（図３参照）を非励磁とすることにより、パイロットチェック弁６２，６４をチェック弁として機能させ、ピッチアキュムレータ６６に蓄積された圧油を、連通ライン４８及び第１通路５０を介して、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の第１室１５に導く。これにより、油圧シリンダ１６をフェザー側に作動させて、各風車翼４のピッチ角が、基準値からフェザー側の第２目標値まで変化するのに要する第２時間を取得するようにしてもよい。
【０１０１】
なお、危急弁５８によりピッチアクチュエータをフェザー側に作動させて上記第２時間を取得するステップは、複数の風車翼４のうち１つずつ行ってもよいし、あるいは、複数の風車翼４のうちの２以上について同時に行ってもよい。
【０１０２】
通常、風力発電装置は、危急時において、危急弁が作動してピッチアキュムレータ６６からの圧油によってピッチアクチュエータがフェザー側に作動し、各風車翼４のピッチ角が所定時間以内に所定角度に変化するように設計される。
上述の実施形態では、危急弁５８を操作することによって、ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させて、ピッチ角が第２目標値まで変化するのに要する第２時間に基づいて、危急弁のヘルスチェックを適切に行うことができる。
【０１０３】
幾つかの実施形態では、複数の風車翼４にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータ６６から、アキュムレータ電磁弁５６を介して供給される圧油によって油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）をファイン側又はフェザー側に作動させて、複数の風車翼４のピッチ角が第３目標値まで変化するのに要する第３時間を、アキュムレータ電磁弁５６のヘルスチェック用データとして取得してもよい。
【０１０４】
より具体的には、リリーフ弁３４（図２参照）を開放することにより、供給ライン２６からの圧油が各風車翼４のピッチ駆動装置１４には供給されない状態で、アキュムレータ電磁弁５６（図３参照）を励磁するとともに、油圧バルブ１８（比例弁）に対して、ファイン側又はフェザー側に作動させるように駆動電流を与える。これにより、ピッチアキュムレータ６６からの圧油を、アキュムレータ電磁弁５６及び油圧バルブ１８（比例弁）を介して、油圧シリンダ１６の第１室１５又は第２室１７に導くことにより、油圧シリンダ１６を作動させて、ピッチ角が所定の基準値から第３目標値まで変化するのに要する第３時間を取得するようにしてもよい。
【０１０５】
なお、上述のように、ピッチアキュムレータ６６からの圧油を、アキュムレータ電磁弁５６を介して、油圧シリンダ１６に供給して油圧シリンダ１６を作動させて、上述の第３時間を取得するステップは、複数の風車翼４のうち１つずつ行ってもよいし、あるいは、複数の風車翼４のうちの２以上について同時に行ってもよい。
【０１０６】
このように、ピッチアキュムレータ６６からアキュムレータ電磁弁５６を介して供給される圧油によって油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）を作動させて、風車翼４のピッチ角が第３目標値までに変化するのに要する第３時間に基づいて、アキュムレータ電磁弁５６の診断を適切に行うことができる。
【０１０７】
幾つかの実施形態では、分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）への圧油の供給及び該分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）からの圧油の排出が停止された状態で、規定長さの時間の開始時点及び終了時点のそれぞれにおける該分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）の圧力を、油圧バルブ１８（比例弁）のヘルスチェック用データとして取得するようになっていてもよい。
【０１０８】
ここで、分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）への圧油の供給及び該分岐供給ライン２７からの圧油の廃止が停止された状態とするため、リリーフ弁３４（図２参照）を開放することにより、分岐供給ライン２７においてチェック弁６８の前後の圧力差によりチェック弁６８が閉止された状態となるようにしてもよい。
また、分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）の圧力は、分岐供給ライン２７に設けた圧力センサ（不図示）により取得してもよく、あるいは、アキュムレータ電磁弁５６を励磁して分岐供給ライン２７とピッチオイルライン４６とを連通させた状態で、ピッチオイルライン４６に設けられた圧力センサ２０１によって取得してもよい。
【０１０９】
このように、分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）への圧油の供給及び該分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）からの圧油の排出が停止された状態で、規定期間の開始時点及び終了時点における分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）の圧力をヘルスチェック用データとして取得することにより、該ヘルスチェック用データに基づいて、単位時間当たりのオイル供給ライン圧力の低下量、すなわち、油圧バルブ１８（比例弁）を介した分岐供給ライン２７（オイル供給ライン）からの圧油のリーク量を算出することができる。よって、油圧バルブ１８（比例弁）の診断を適切に行うことができる。
【０１１０】
図９は、一実施形態に係る風力発電装置１において、油圧ポンプ２２（図２参照）の有効電力、無効電力、及び、油圧ポンプ２２の吐出側の供給ライン２６の圧力の時間変化の一例を示す図である。図９において、時刻ｔ３０は、油圧ポンプ２２の起動時である。
【０１１１】
幾つかの実施形態では、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）に供給する圧油を生成するための油圧ポンプ２２（ポンプ：図２参照）を起動した時点ｔ３０（図９参照）から規定時間経過後の時点の油圧ポンプ２２の有効電力又は無効電力に関するデータ、又は、油圧ポンプ２２を起動した時点ｔ３０から該油圧ポンプ２２の吐出側の供給ライン２６の圧力が規定値ＰＡに達する時点ｔ３２までの時間を、油圧ポンプ２２のヘルスチェック用データとしてさらに取得するようにしてもよい。
油圧ポンプ２２の吐出側の供給ライン２６の圧力は、供給ライン２６に設けられた圧力センサ１０１（図２参照）によって取得するようにしてもよい。
【０１１２】
一実施形態では、油圧ポンプ２２の有効電力に関するデータとして、油圧ポンプ２２起動後の有効電力のピーク値、油圧ポンプ２２起動した時点ｔ３０から、規定時間経過後であって、吐出側の供給ライン２６の圧力が上昇中の期間における時点ｔ３１の有効電力、または、油圧ポンプ２２起動した時点ｔ３０から、規定時間経過後であって、吐出側の供給ライン２６の圧力が定常状態となった後の時点ｔ３３（ただし、ｔ３１＜ｔ３３）の有効電力を取得するようになっていてもよい。
【０１１３】
このように、油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）に供給する圧油を生成するための油圧ポンプ２２を起動してから規定時間経過後のポンプの有効電力又は無効電力に関するデータ（例えば、ピーク値又は定常値等）、又は、油圧ポンプ２２を起動してから該油圧ポンプ２２の吐出側の供給ライン２６の圧力が規定値ＰＡに達するまでの時間を、油圧ポンプ２２のヘルスチェック用データとして取得する場合、これらのヘルスチェック用データにより、油圧ポンプ２２の診断を適切に行うことができる。
【０１１４】
幾つかの実施形態では、風力発電装置１への風速が所定値以下で、且つ、回転シャフト６の回転数（主軸回転数）も所定値以下の条件で、風力発電装置１の停止中又は待機中に翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得する。そして、ヘルスチェック用データに対応する所定の正常管理値又は正常管理幅との比較で、翼ピッチ機構２０に点検が必要な状態であると判断する。すなわち、上述のようにして得られたヘルスチェック用データと閾値との比較により、又は、ヘルスチェック用データが規定の範囲内にあるか否かに基づいて、翼ピッチ機構２０の診断を行う。
【０１１５】
このように、風速及び主軸回転数が所定値以下の条件で、風力発電装置１の停止中又は待機中に翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得することにより、風車翼４に作用する風荷重等の影響を低減した状態でヘルスチェック用データが取得されるので、風力発電装置１の診断を精度良く行うことができる。
【０１１６】
一実施形態は、風速が１２ｍ／ｓ以下の条件又は１０ｍ／ｓ以下の条件において、上述の翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得してもよい。
また、一実施形態では、主軸回転数が１．３ｒｐｍ以下又は１．１ｒｐｍ以下の条件において、上述の翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得してもよい。
これらの条件下で翼ピッチ機構２０のヘルスチェック用データを取得することにより、風車翼４に作用する風荷重等の影響を十分低減した状態でヘルスチェック用データが取得されるので、風力発電装置１の診断を精度良く行うことができる。
【０１１７】
幾つかの実施形態では、上述の診断方法において、各々の風車翼４について油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）の作動に対応する応答値を計測する間における、風車ロータ２のアジマス角の変化量が１８０度以内であってもよい。
この場合、複数の風車翼４のそれぞれについて応答値を計測する間に、風車ロータ２のアジマス角の変化量が小さいので、風車ロータ２のアジマス角の変化に起因する風車翼４への荷重の変動等の影響を低減した状態で、上記応答値を取得することができる。これにより、風力発電装置１の診断を精度良く行うことができる。
【０１１８】
幾つかの実施形態に係る診断方法は、複数の風車翼４のそれぞれの油圧シリンダ１６（ピッチアクチュエータ）に共有されるように設けられた供給ライン２６（共通オイルライン；図１参照）の圧油を抜いた状態で、供給ライン２６（共通オイルライン）の油の圧力と、供給ライン２６（共通オイルライン）に設けられたアキュムレータ４１のガス圧力と、を計測する。そして、アキュムレータ４１のガス圧力と供給ライン２６ラインの油の圧力との差が設定値以上になるまでのアキュムレータ４１からの油の放出時間、または、供給ライン２６の油の圧力が規定値まで低下した時点のアキュムレータ４１のガス圧の少なくとも一方を、アキュムレータ４１のヘルスチェック用データとして取得するようになっていてもよい。
【０１１９】
あるいは、幾つかの実施形態に係る診断方法は、供給ライン２６（共通オイルライン；図１参照）に接続された他のオイルライン（不図示；例えば、ヨーブレーキ装置に圧油を供給するためのヨーブレーキライン）の圧油を抜いた状態で、該オイルラインの油の圧力と、該オイルラインに設けられたアキュムレータのガス圧力と、を計測する。そして、該アキュムレータのガス圧力と上記オイルラインの油の圧力との差が設定値以上になるまでの上記アキュムレータからの油の放出時間、または、上記オイルラインの油の圧力が規定値まで低下した時点の上記アキュムレータのガス圧の少なくとも一方を、上記アキュムレータのヘルスチェック用データとして取得するようになっていてもよい。
【０１２０】
例えば図２及び図３に示す実施形態のように、供給ライン２６又は該供給ライン２６に接続される他のオイルラインの圧油を抜いた状態では、各風車翼４に対応して設けられるピッチ駆動装置１４の分岐供給ライン２７には、供給ライン２６からの圧油が供給されないようになっている場合がある。この場合、各風車翼４に対応したピッチ駆動装置１４側のヘルスチェック用データ取得中においても、上述で述べたように、供給ライン２６に設けられたアキュムレータ４１や、他のオイルラインに設けられたアキュムレータのヘルスチェック用データを取得することができる。
【０１２１】
幾つかの実施形態では、複数の風車翼４にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータ６６から危急弁５８の操作により供給される圧油によって油圧シリンダ１６７（ピッチアクチュエータ）をフェザー側に作動させる際の危急動作ピッチレートを、危急弁５８又はピッチアキュムレータ６６のヘルスチェック用データとして取得するようにしてもよい。
たとえば、図７に示すように、危急弁５８の操作を行った時点ｔ２０（図７参照）における風車翼４のピッチ角Ａ７から、規定の角度Δθだけフェザー側のピッチ角に変化するまでに時間Δｔだけ経過したとき、危急動作ピッチレートはΔθ／Δｔで表すことができる。
【０１２２】
上述の危急動作ピッチレートをヘルスチェック用データとして取得することにより、危急弁５８又はピッチアキュムレータ６６の診断を適切に行うことができる。
【０１２３】
上述したように、幾つかの実施形態に係る風力発電装置１の診断システム１００では、上述したヘルスチェック用データを、風車コントローラ１１０のメモリに記録するように構成されている。
【０１２４】
風車コントローラ１１０は、該風車コントローラ１１０の制御演算周期毎にセンサからの計測値を取得して所持することができる。上述の実施形態では、風車コントローラ１１０において制御演算周期毎に取得されるデータから、ヘルスチェック用データとして適切な応答値をメモリに記録する。このようにしてメモリに記憶されたヘルスチェック用データは、制御演算周期ごとの細やかなデータから得たものであり、風力発電装置１の状態を的確に表すものである。よって、メモリに記憶されたヘルスチェック用データを用いて風力発電装置１の診断を適切に行うことができる。
【０１２５】
幾つかの実施形態では、診断システム１００は、風車コントローラ１１０のメモリから、翼ピッチ機構４０のヘルスチェック用データを収集するためのデータ収集装置（不図示）を備えていてもよい。
【０１２６】
この場合、データ収集装置により、メモリからヘルスチェック用データを収集するようにしたので、制御演算周期ごとにデータを風車コントローラ１１０から直接取り出す場合に比べて、通信負荷を低減できるとともに、その後のデータ解析を容易に行うことができる。
【０１２７】
なお、複数の風力発電装置１に対して共通のデータ収集装置が設けられていてもよい。例えば、複数の風力発電装置１を含むウィンドファームにおいて１台のデータ収集装置が設けられ、このデータ収集装置によって、ウィンドファームに属する複数の風力発電装置１の各々の風車コントローラ１１０のメモリから、ヘルスチェック用データを収集するようになっていてもよい。
【０１２８】
幾つかの実施形態では、診断システム１００は、上述のデータ収集装置により収集されたヘルスチェック用データに基づいて、翼ピッチ機構４０のヘルスチェックを行うように構成された診断装置を備えていてもよい。
【０１２９】
この場合、データ収集装置により収集されたヘルスチェック用データに基づいて、診断装置により翼ピッチ機構４０のヘルスチェックを適切に行うことができる。
【０１３０】
幾つかの実施形態では、風力発電装置１の診断システム１００は、センサによって取得された風力発電装置の状態を示す１以上のパラメータのデータから、代表データを選択するための代表データ選択部と、該代表データを記憶するための代表データ記憶部（メモリ）と、と含む。
代表データ選択部は、前記１以上のパラメータに関するデータを１００ｍｓ以下の周期毎にそれぞれ取得し、取得した前記１以上のパラメータのデータを該パラメータの代表データとして代表データ記憶部に記憶すべきか否かを前記周期ごとに判断するように構成される。そして、該代表データ選択部は、上述したヘルスチェック用データを、代表データとして選択するように構成される。
【０１３１】
上述の診断システム１００では、１００ｍｓ以下の比較的短い周期ごとに風力発電装置の状態を示すパラメータのデータを取得し、当該データを代表データとして記憶すべきか否かを代表データ選択部において判断するようになっている。そして、代表データ記憶部には、代表データ選択部によって代表データとして記憶すべきであると判断されたデータとして、上述のヘルスチェック用データが記憶される。こうして代表データ記憶部に記憶されたヘルスチェックデータは、比較的短い周期ごとの細やかなデータから得たものであり、風力発電装置１の状態を的確に表すものであるから、当該ヘルスチェックデータを用いることにより、風力発電装置１の診断を適切に行うことができる。
【０１３２】
代表データ選択部は、風車コントローラ１１０がその機能を有していてもよく、あるいは、風車コントローラ１１０とは別の解析装置等が代表データ選択部の機能を果たしてもよい。
また、代表データ記憶部は、風車コントローラ１１０のメモリであってもよく、上述の解析装置等のメモリであってもよい。
【０１３３】
幾つかの実施形態では、上述の診断システム１００は、代表データ記憶部に記憶された風力発電装置１の状態に関する前記１以上のパラメータの代表データである上記ヘルスチェックデータを、代表データ記憶部から収集するように構成されたデータ収集部を有していてもよい。
【０１３４】
このように、データ収集部により、代表データ記憶部から代表データを収集するようにしたので、比較的短い周期ごとにデータを代表データ記憶部から直接取り出す場合に比べて、通信負荷を低減できるとともに、その後のデータ解析を容易に行うことができる。
よって、上述のようにして収集された代表データを用いることにより、通信負荷を低減しながら、容易なデータ解析により風力発電装置１の診断を適切に行うことができる。
【０１３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【０１３６】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【０１３７】
１        風力発電装置
２        風車ロータ
３        ハブ
４        風車翼
５        翼根部
６        回転シャフト
８        ドライブトレイン
９        回転シャフト
１０      発電機
１１      ナセル
１２      タワー
１４      ピッチ駆動装置
１５      第１室
１６      油圧シリンダ
１７      第２室
１８      油圧バルブ
２０      翼ピッチ機構
２２      油圧ポンプ
２４      油タンク
２６      供給ライン
２７      分岐供給ライン
２８      分配ブロック
２９      翼ピッチ機構
３０      流量調整弁
３１      分岐返送ライン
３２      返送ライン
３４      リリーフ弁
３６      ピストン
３８      ピストンロッド
４０      翼ピッチ機構
４１      アキュムレータ
４２      第１シリンダライン
４４      第２シリンダライン
４６      ピッチオイルライン
４８      連通ライン
５０      第１通路
５２      第２通路
５４      パイロットライン
５６      アキュムレータ電磁弁
５８      危急弁
６０      電磁弁
６２      パイロットチェック弁
６４      パイロットチェック弁
６６      ピッチアキュムレータ
６８      チェック弁
１００    診断システム
１０１    圧力センサ
１０２    圧力センサ
１１０    風車コントローラ
１６７    油圧シリンダ
２００    圧力センサ
２０１    圧力センサ
２０２    圧力センサ
【図１】
2019044597.tif 000003
【図２】
2019044597.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月10日(2018.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力発電装置の診断方法であって、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに前記他の風車翼の各々の前記ピッチアクチュエータをフェザー位置に固定したまま、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させる作動ステップと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する計測ステップと、を備え、
前記作動ステップ及び前記計測ステップを前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行し、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値を取得する
ことを特徴とする風力発電装置の診断方法。
【請求項２】
各々の前記風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータを駆動するための駆動電流を一定に維持した状態で該風車翼のピッチ角が第１目標値まで変化するのに要する第１時間を少なくとも含む前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項３】
各々の前記風車翼のピッチ角が一定レートで変化するように、該風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータを駆動するための駆動電流をフィードバック制御した場合における前記駆動電流の時間積分値を少なくとも含む前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項４】
前記駆動電流は、前記ピッチアクチュエータとしての油圧シリンダに圧油を供給するためのサーボ比例弁に与えるサーボ電流である
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項５】
風力発電装置の診断方法であって、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させる作動ステップと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する計測ステップと、を備え、
前記作動ステップ及び前記計測ステップを前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行し、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値を取得するとともに、
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータのうち一のピッチアキュムレータから供給される圧油によって前記一のピッチアキュムレータに対応する前記ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させた後、前記一のピッチアキュムレータから供給される圧油のみによって前記ピッチアクチュエータをファイン側又はフェザー側に作動させる期間中に、前記一のピッチアキュムレータが設けられたピッチオイルラインの油の圧力と、前記一のピッチアキュムレータのガス圧力と、を計測するステップと、
前記ガス圧力と前記油の圧力との差が設定値に到達した時点又はそれ以降の設定値以上になった適切な時点の前記ガス圧力を、前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして取得するステップと、
を備えることを特徴とする風力発電装置の診断方法。
【請求項６】
前記ガス圧力と前記油の圧力との差が設定値に到達した時点又はそれ以降の設定値以上になった適切な時点の前記ピッチアキュムレータのガスの温度の指標を取得するステップと、
前記時点の前記ガス圧力及び前記時点の前記温度の指標を、前記ピッチアキュムレータのヘルスチェック用データとして取得するステップと、
前記時点の前記ガス圧力と、前記時点の前記温度の指標との相関関係に基づいて、前記一のピッチアキュムレータの診断を行うステップと、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項７】
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータから危急弁の開操作により供給される圧油によって前記ピッチアクチュエータをフェザー側に作動させて、前記風車翼のピッチ角が第２目標値まで変化するのに要する第２時間を前記翼ピッチ機構の危急動作のヘルスチェック用データとして取得するステップを備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項８】
前記複数の風車翼にそれぞれ対応して設けられる複数のピッチアキュムレータから、アキュムレータ電磁弁を介して供給される圧油によって前記ピッチアクチュエータをファイン側又はフェザー側に作動させて、前記風車翼のピッチ角が第３目標値まで変化するのに要する第３時間を、前記アキュムレータ電磁弁のヘルスチェック用データとして取得するステップを備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項９】
前記風力発電装置は、
前記ピッチアクチュエータとしての油圧シリンダに圧油を供給するためのオイル供給ラインと、
前記オイル供給ラインに設けられ、前記油圧シリンダに供給する圧油を調節するための比例弁と、を含み、
前記方法は、
前記オイル供給ラインへの圧油の供給及び該オイル供給ラインからの圧油の排出が停止された状態で、規定長さの時間の開始時点及び終了時点のそれぞれにおける該オイル供給ラインの圧力を、前記比例弁のヘルスチェック用データとして取得するステップを備える
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項１０】
前記ピッチアクチュエータに供給する圧油を生成するためのポンプを起動してから規定時間経過後の前記ポンプの有効電力又は無効電力に関するデータ、又は、前記ポンプを起動してから該ポンプの吐出側のライン圧力が規定値に達するまでの時間を、前記ポンプのヘルスチェック用データとして取得するステップをさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項１１】
風力発電装置の診断方法であって、
前記風力発電装置への風速が所定値以下で、且つ、主軸回転数も所定値以下の条件で、前記風力発電装置の停止中又は待機中に前記翼ピッチ機構のヘルスチェック用データを取得し、
前記ヘルスチェック用データに対応する所定の正常管理値又は正常管理幅との比較で、翼ピッチ機構に点検が必要な状態と判断することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の風力発電装置の診断方法。
【請求項１２】
風力発電装置の診断システムであって、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに前記他の風車翼の各々の前記ピッチアクチュエータをフェザー位置に固定したまま、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させるように構成された風車コントローラと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する少なくとも一つのセンサと、を備え、
前記風車コントローラは、前記ピッチアクチュエータの作動と前記センサによる計測とを、前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行して、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値をメモリに記録するように構成された
ことを特徴とする風力発電装置の診断システム。
【請求項１３】
前記風車コントローラの前記メモリから、前記翼ピッチ機構の前記ヘルスチェック用データを収集するためのデータ収集装置を備えることを特徴とする請求項１２に記載の風力発電装置の診断システム。
【請求項１４】
前記データ収集装置により収集された前記ヘルスチェック用データに基づいて、前記翼ピッチ機構のヘルスチェックを行うように構成された診断装置を備えることを特徴とする請求項１３に記載の風力発電装置の診断システム。
【請求項１５】
風力発電装置の診断システムであって、
前記風力発電装置の複数の風車翼のうち一の風車翼以外の他の風車翼の各々に対応するピッチアクチュエータを作動させずに、前記一の風車翼に対応するピッチアクチュエータを作動させるように構成された風車コントローラと、
前記一の風車翼に対応する前記ピッチアクチュエータの作動に対する応答を示す応答値を計測する少なくとも一つのセンサと、を備え、
前記風車コントローラは、前記ピッチアクチュエータの作動と前記センサによる計測とを、前記複数の風車翼の各々について繰り返し実行して、前記風力発電装置の翼ピッチ機構のヘルスチェック用データとして前記応答値をメモリに記録するように構成され、
前記風力発電装置の状態を示す１以上のパラメータに関する代表データを記憶するための代表データ記憶部と、
前記１以上のパラメータに関するデータを１００ｍｓ以下の周期毎にそれぞれ取得し、取得した前記１以上のパラメータの前記データを該パラメータの前記代表データとして前記代表データ記憶部に記憶すべきか否かを前記周期ごとに判断するように構成された代表データ選択部と、
前記代表データ記憶部に記憶された前記風力発電装置の状態に関する前記１以上のパラメータの前記代表データを前記代表データ記憶部から収集するように構成されたデータ収集部と、を備え、
前記代表データ選択部は、前記ヘルスチェック用データを前記代表データとして選択するように構成された
ことを特徴とする風力発電施設の診断システム。