(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、風力発電装置の構造モデル、ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データを格納する設計情報データベースと、
風力発電装置に設置される制御用センサからの計測データと、前記ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データに基づき前記風力発電装置に加わる外力を推定する外力推定部と、
前記外力推定部により推定された外力及び前記風力発電装置の構造モデルに基づき前記風力発電装置の変形量を推定する変形量推定部と、
前記変形量推定部により推定された変形量に基づき前記風力発電装置の構造健全性に関する指標を求める評価部と、を備え、
求めた構造健全性に関する指標を表示画面上に表示することを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の風力発電装置の状態監視装置において、
前記外力推定部により推定された前記風力発電装置に加わる外力に基づき、前記風力発電装置のロータに加わるトルクを計算する第１ロータトルク計算部と、
前記制御用センサにより計測される発電機の発電量及び回転数を含む計測データに基づき、前記風力発電装置のロータに加わるトルクを計算する第２ロータトルク計算部と、
前記第１ロータトルク計算部及び前記第２ロータトルク計算部により計算される前記風力発電装置のロータに加わるトルクの差分に基づき、風況パラメータを修正し、修正後の風況パラメータを前記外力推定部へ出力する風況パラメータ修正部と、を備えることを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の風力発電装置の状態監視装置において、
前記風況パラメータ修正部は、前記第１ロータトルク計算部及び前記第２ロータトルク計算部により計算される前記風力発電装置のロータに加わるトルクの差分が最小又は所定の範囲内に収まるよう風況パラメータを修正することを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項４】
請求項１に記載の風力発電装置の状態監視装置において、
前記制御用センサは、ブレードの根元に設置される歪センサを含み、
前記歪センサにより計測される前記ブレードの根元に加わる荷重に関する計測データに基づき、前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量を修正する変形量推定修正部を備え、
前記変形量推定修正部は、修正後の風力発電装置の変形量を前記評価部へ出力することを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項５】
請求項４に記載の風力発電装置の状態監視装置において、
前記変形量推定修正部は、
前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量に基づき、前記ブレードの根元に加わる荷重を計算するブレード根元荷重計算部と、
前記ブレード根元荷重計算部により計算された前記ブレードの根元に加わる荷重と、前記歪センサにより計測される前記ブレードの根元に加わる荷重に関する計測データとの差分に基づき、前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量の修正量を計算する修正量計算部と、
前記修正量計算部により計算された修正量と、前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量に基づき、前記風力発電装置の変形量を修正する推定値修正部と、を備えることを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項６】
請求項１に記載の風力発電装置の状態監視装置において、
前記評価部により求められる前記風力発電装置の構造健全性に関する指標は、ブレードに生ずる応力及び／又はモーメントの時系列データを含み、
前記ブレードに生ずる応力及び／又はモーメントの時系列データを前記表示画面上に表示するよう制御する情報出力制御部を備えることを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項７】
請求項６に記載の風力発電装置の状態監視装置において、
表示画面は、少なくとも第１表示領域及び第２表示領域を備え、
前記情報出力制御部は、前記第１表示領域に前記ブレードに生ずる応力及び／又はモーメントの分布をブレードの二次元モデル又は三次元モデルに重ねて表示すると共に、前記第２表示領域に少なくとも前記ブレードに生ずる応力及び／又はモーメントの時系列データを表示することを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項８】
請求項６に記載の風力発電装置の状態監視装置において、
少なくとも前記外力推定部及び前記変形量推定部並びに前記評価部を有する第１演算処理部と、
前記第１演算処理部に対し遠隔地に配され、少なくとも前記情報出力制御部を有する第２演算処理部と、
前記第１演算処理部と前記第２演算処理部を、相互に通信可能に接続するネットワークと、を備えることを特徴とする風力発電装置の状態監視装置。
【請求項９】
ハブ及び少なくとも１つのブレードからなるロータと、増速器及び発電機を収容するナセルと、前記ナセルを回動可能に支持するタワーと、を有する風力発電装置と、
前記風力発電装置の状態を監視する状態監視装置と、を備え、
前記状態監視装置は、 
少なくとも、風力発電装置の構造モデル、ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データを格納する設計情報データベースと、
風力発電装置に設置される制御用センサからの計測データと、前記ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データに基づき前記風力発電装置に加わる外力を推定する外力推定部と、
前記外力推定部により推定された外力及び前記風力発電装置の構造モデルに基づき前記風力発電装置の変形量を推定する変形量推定部と、
前記変形量推定部により推定された変形量に基づき前記風力発電装置の構造健全性に関する指標を求める評価部と、を有し、求めた構造健全性に関する指標を表示画面上に表示することを特徴とする状態監視システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の状態監視システムにおいて、
前記状態監視装置は、
前記外力推定部により推定された前記風力発電装置に加わる外力に基づき、前記風力発電装置のロータに加わるトルクを計算する第１ロータトルク計算部と、
前記制御用センサにより計測される発電機の発電量及び回転数を含む計測データに基づき、前記風力発電装置のロータに加わるトルクを計算する第２ロータトルク計算部と、
前記第１ロータトルク計算部及び前記第２ロータトルク計算部により計算される前記風力発電装置のロータに加わるトルクの差分に基づき、風況パラメータを修正し、修正後の風況パラメータを前記外力推定部へ出力する風況パラメータ修正部と、を備えることを特徴とする状態監視システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の状態監視システムにおいて、
前記風況パラメータ修正部は、前記第１ロータトルク計算部及び前記第２ロータトルク計算部により計算される前記風力発電装置のロータに加わるトルクの差分が最小又は所定の範囲内に収まるよう風況パラメータを修正することを特徴とする状態監視システム。
【請求項１２】
請求項９に記載の状態監視システムにおいて、
前記制御用センサは、ブレードの根元に設置される歪センサを含み、
前記歪センサにより計測される前記ブレードの根元に加わる荷重に関する計測データに基づき、前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量を修正する変形量推定修正部を備え、
前記変形量推定修正部は、修正後の風力発電装置の変形量を前記評価部へ出力することを特徴とする状態監視システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の状態監視システムにおいて、
前記変形量推定修正部は、
前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量に基づき、前記ブレードの根元に加わる荷重を計算するブレード根元荷重計算部と、
前記ブレード根元荷重計算部により計算された前記ブレードの根元に加わる荷重と、前記歪センサにより計測される前記ブレードの根元に加わる荷重に関する計測データとの差分に基づき、前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量の修正量を計算する修正量計算部と、
前記修正量計算部により計算された修正量と、前記変形量推定部により推定された前記風力発電装置の変形量に基づき、前記風力発電装置の変形量を修正する推定値修正部と、を備えることを特徴とする状態監視システム。
【請求項１４】
請求項９に記載の状態監視システムにおいて、
前記評価部により求められる前記風力発電装置の構造健全性に関する指標は、ブレードに生ずる応力及び／又はモーメントの時系列データを含み、
前記ブレードに生ずる応力及び／又はモーメントの時系列データを前記表示画面上に表示するよう制御する情報出力制御部を備えることを特徴とする状態監視システム。
【請求項１５】
少なくとも、風力発電装置の構造モデル、ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データ、及び制御用センサからの計測データに基づき、前記風力発電装置に加わる外力を推定し、
前記推定された風力発電装置に加わる外力及び前記風力発電装置の構造モデルに基づき前記風力発電装置の変形量を推定し、
前記推定された変形量に基づき前記風力発電装置の構造健全性に関する指標を求め、
求めた構造健全性に関する指標を表示画面上に表示することを特徴とする風力発電装置の状態監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電装置の状態を監視するための状態監視装置及びそれを用いた状態監視システム並びに風力発電装置の監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用して発電を行う風力発電装置が注目されている。一般的に風力発電装置は、複数のブレードがハブに取り付けられたロータを有しており、風を受けて回転するロータの回転エネルギーによって発電機を駆動するようなっている。  
通常、風力発電装置が受ける風の条件は、地形などの影響により異なる。実際の風の条件が設計想定以上に厳しくなると、風力発電機が受ける変動荷重が増大する。そのため、風力発電装置の各構成部品（例えば、ブレード、ナセル、タワー及び補機類など）が設計時に想定した時期よりも早く損傷し、交換時期が早まる可能性がある。予期せぬ損傷が生じた場合、交換部品の手配や交換工事の手配などに時間を要することからダウンタイムが発生し、発電事業者あるいはメーカの損失が増大する懸念がある。【０００３】
この対策としては、風力発電装置に荷重計測装置を設置して、風力発電装置の各構成部品に加わる荷重をモニタリングする方法が知られている。しかし、荷重計測装置は高価であるため設置コストが嵩んでしまうという問題がある。また、荷重計測装置は耐久性の問題から定期的に交換やキャリブレーションが必要となり、ランニングコストも嵩んでしまう問題もある。【０００４】
これに対して、例えば、特許文献１に記載される技術が提案されている。特許文献１には、簡便な装置構成で入手可能な風速、発電量（出力）及びブレードのピッチ角のデータから、予め作成した、風速及び発電量並びに風況パラメータを関連付ける第１相関テーブルと、風速及びピッチ角並びに風況パラメータを関連付ける第２相関テーブルと、風況パラメータと風力発電装置に加わる疲労荷重を関連付ける疲労荷重テーブルとを備え、計測される風速及び発電量に対応する風況パラメータを第１相関テーブルより抽出し、又は、計測される風速及びピッチ角に対応する風況パラメータを第２相関テーブルより抽出し、抽出された風況パラメータに基づき疲労荷重テーブルから風力発電装置の構成部品の疲労荷重を推定すると共に構成部品の寿命を推定し、メンテナンス情報を出力する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１７６８２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】牛山泉著、「風車工学入門」第２版、森北出版、２０１３年８月１３日発行、ｐｐ.８１−９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載される構成では、風力発電装置を構成する風車が正常に制御されていることを前提に、予め第１相関テーブル、第２相関テーブル、及び疲労荷重テーブルを作成している。ここで、風車が正常に制御されているとは、風速や風向などに対して、ブレードのピッチ角やナセルの方位角などが適切に制御されている状態である。  
しかしながら、ブレードのピッチ角を駆動するピッチアクチュエータ或はナセルの方位角を駆動するアクチュエータの故障により、与えられた制御指令値どおりにブレードピッチ角或はナセル方位角を制御できない状態も生じ得る。このような状態において、上述の第１相関テーブル又は第２相関テーブルに格納される風況パラメータは状態を反映しない値であるため、適切な疲労荷重推定ができないという不具合が生じ得る。  
本発明はこのような事情を鑑みて成されたもので、風車が正常に制御されていない場合であっても、既に設置されている一般的な風力発電装置の制御用センサを用いる簡便な装置構成で、風力発電装置に加わる疲労荷重を推定し、風力発電装置の構造健全性を評価する状態監視システムおよび手法を提供することを目的とする。【０００８】
そこで、本発明は、風力発電装置に既設の制御用センサを用いて、仮に風力発電装置が正常に制御されていない場合であっても、風力発電装置の構造健全性を良好に監視し得る風力発電装置の状態監視装置及びそれを有する状態監視システム並びに風力発電装置の状態監視方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る風力発電装置の状態監視装置は、少なくとも、風力発電装置の構造モデル、ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データを格納する設計情報データベースと、風力発電装置に設置される制御用センサからの計測データと前記ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データに基づき前記風力発電装置に加わる外力を推定する外力推定部と、前記外力推定部により推定された外力及び前記風力発電装置の構造モデルに基づき前記風力発電装置の変形量を推定する変形量推定部と、前記変形量推定部により推定された変形量に基づき前記風力発電装置の構造健全性に関する指標を求める評価部と、を備え、求めた構造健全性に関する指標を表示画面上に表示することを特徴とする。  
また、本発明に係る風力発電装置の状態監視システムは、ハブ及び少なくとも１つのブレードからなるロータと、増速器及び発電機を収容するナセルと、前記ナセルを回動可能に支持するタワーと、を有する風力発電装置と、前記風力発電装置の状態を監視する状態監視装置と、を備え、前記状態監視装置は、少なくとも、風力発電装置の構造モデル、ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データを格納する設計情報データベースと、風力発電装置に設置される制御用センサからの計測データと前記ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データに基づき前記風力発電装置に加わる外力を推定する外力推定部と、前記外力推定部により推定された外力及び前記風力発電装置の構造モデルに基づき前記風力発電装置の変形量を推定する変形量推定部と、前記変形量推定部により推定された変形量に基づき前記風力発電装置の構造健全性に関する指標を求める評価部と、を有し、求めた構造健全性に関する指標を表示画面上に表示することを特徴とする。  
また、本発明に係る風力発電装置の状態監視方法は、少なくとも、風力発電装置の構造モデル、ブレード空力モデル及び／又はブレード質量分布及び／又はタワー形状データ、及び制御用センサからの計測データに基づき、前記風力発電装置に加わる外力を推定し、前記推定された風力発電装置に加わる外力及び前記風力発電装置の構造モデルに基づき前記風力発電装置の変形量を推定し、前記推定された変形量に基づき前記風力発電装置の構造健全性に関する指標を求め、求めた構造健全性に関する指標を表示画面上に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、風力発電装置に既設の制御用センサを用いて、仮に風力発電装置が正常に制御されていない場合であっても、風力発電装置の構造健全性を良好に監視し得る風力発電装置の状態監視装置及びそれを有する状態監視システム並びに風力発電装置の状態監視方法を提供することが可能となる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係る実施例１の状態監視システムの全体概略構成図である。
【図２】図１に示す状態監視装置の機能ブロック図である。
【図３】図１に示す状態監視装置を構成する演算処理部のデータの流れを説明する図である。
【図４】図１に示す出力部を構成する表示装置の表示画面例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る実施例２の状態監視システムの全体概略構成図である。
【図６】図５に示す状態監視装置の機能ブロック図である。
【図７】図５に示す状態監視装置を構成する演算処理部のデータの流れを説明する図である。
【図８】図５に示す状態監視装置の概略処理フロー図である。
【図９】ウィンドシアを説明する図である。
【図１０】タワーシャドウを説明する図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る実施例３の状態監視システムの全体概略構成図である。
【図１２】図１１に示す状態監視装置の機能ブロック図である。
【図１３】図１１に示す状態監視装置を構成する演算処理部のデータの流れを説明する図である。
【図１４】図１３に示す変形量推定修正部のデータの流れを説明する図である。
【図１５】本発明の他の実施例に係る実施例４の状態監視システムの全体概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書では、本発明の実施形態に係る風力発電装置として、ダウンウィンド型の風力発電装置を例に説明するが、アップウィンド型の風力発電装置においても同様に適用できる。また、３枚のブレードとハブにてロータを構成する例を示すが、これに限られず、ロータはハブと少なくとも１枚のブレードにて構成しても良い。本発明の実施形態に係る風力発電装置は、洋上、山岳部及び平野部の何れの場所にも設置できるものである。  
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。なお、下記はあくまでも実施例であって、本発明の実施態様を限定することを意図する趣旨ではない。  
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例に係る実施例１の状態監視システムの全体概略構成図である。図１に示すように、風力発電装置の状態監視システム１は、風力発電装置２及び風力発電装置２の状態（構造健全性など）を監視する状態監視装置３から構成される。【００１４】
風力発電装置２は、風を受けて回転するブレード２４、ブレード２４を支持するハブ２３、ナセル２２、及びナセル２２を回動可能に支持するタワー２１を備える。ナセル２２内に、ハブ２３に接続されハブ２３と共に回転する主軸２５、主軸２５に連結されるシュリンクディスク２６、シュリンクディスク２６を介して主軸２５に接続され回転速度を増速する増速機２７、及び増速機３３により増速された回転速度で回転子を回転させて発電運転する発電機２８を備えている。ブレード２４の回転エネルギーを発電機２８に伝達する部位は、動力伝達部と呼ばれ、本実施例では、主軸２５、シュリンクディスク２６、及び増速機２７が動力伝達部に含まれる。そして、増速機２７及び発電機２８は、メインフレーム２９上に保持されている。また、ブレード２４及びハブ２３によりロータが構成される。図１に示すように、タワー２１内の底部（下部）に、電力の周波数を変換する電力変換器３０、電流の開閉を行うスイッチング用の開閉器及び変圧器など（図示せず）、及びＳＣＡＤＡ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｎｄ  Ｄａｔａ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）３１が配されている。【００１５】
図１に示すように、制御用センサ４は、例えば、ブレード２４の根元に設置されブレードピッチ角を計測するセンサ、主軸２５の根元に設置されロータアジマス角を計測するセンサ、ナセル２２の方位角を計測するセンサ、及びナセル２２の上部に設置され風速を計測する風速計（図示せず）を含む。また、更には、制御用センサ４は、図示しない、風向、発電機２８の回転数、発電量などを計測するセンサを含む。換言すれば、制御用センサ４は、風力発電装置２の制御に必要な種々の状態を計測するセンサである。  
ＳＣＡＤＡ３１は、上述の制御用センサ４から信号線を介して計測データ（情報）を取得し、当該取得された計測データ（情報）に基づき、ピッチ角、ナセル方位角、発電機回転速度などを適切に制御すると共に、取得された計測データ（情報）を、信号線を介して風力発電装置の状態監視装置３へ送信する。なお、ＳＣＡＤＡ３１と風力発電装置の状態監視装置３とを、相互にインターネット或はイントラネットなどネットワークを介して接続する構成としても良い。【００１６】
風力発電装置２の状態（構造健全性など）を監視する状態監視装置３は、演算処理部１０、入力部１１、及び出力部１２を備える。演算処理部１０は、少なくとも、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、及び情報出力制御部１６を備える。入力部１１は、例えば、キーボード又はマウスなどの入力装置であり、利用者が状態監視装置３に関して何らかの入力をする際に用いられる。出力部１２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、及びプリンタなどの印字出力装置であり、演算処理部１０による処理の過程や結果、或は状態監視装置３の利用者のための対話的な処理のための画面を表示する。【００１７】
図２は、図１に示す状態監視装置３の機能ブロック図である。図２に示すように、状態監視装置３は、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、情報出力制御部１６、設計情報データベース１７、ＳＣＡＤＡ３１から送信される制御用センサ４による各種計測データを受信する通信Ｉ／Ｆ１８ａ、計測値取得部１９、入力Ｉ／Ｆ１８ｂ、及び出力Ｉ／Ｆ１８ｃを備え、これらは相互に内部バス２０にてアクセス可能に接続されている。
また、状態監視装置３は、入力Ｉ／Ｆ１８ｂに接続される入力部１１、及び出力Ｉ／Ｆ１８ｃに接続される出力部１２を有する。演算処理部１０を構成する、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、及び情報出力制御部１６と、計測値取得部１９は、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータを一時的に格納するＲＡＭ、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、ＣＰＵなどのプロセッサがＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納する。【００１８】
計測値取得部１９は、通信Ｉ／Ｆ１８ａを介して受信された制御用センサ４による各種計測データを、内部バス２０を介して取得し、例えば、Ａ／Ｄ変換処理、平滑化処理（ノイズ除去）、或いは正規化処理などを実行する。  
設計情報データベース１７は、予め入力部１１及び入力Ｉ／Ｆ１８ｂを介して利用者により入力された、少なくとも、ブレード空力モデル、ブレード質量分布、タワー形状、及び風力発電装置構造モデルを、所定の記憶領域に格納している。【００１９】
外力推定部１３は、計測値取得部１９にて処理された制御用センサ４による各種計測データのうち、少なくとも風速、風向、ブレードピッチ角、ロータアジマス角、ロータ回転数若しくは発電機回転数を含む計測データと、設計情報データベース１７に格納される、ブレード２４の空力モデル及び／又はブレード２４の質量分布、タワー２１の形状などの設計情報に基づき、風力発電装置２のブレード２４及び／又はタワー２１に加わる外力を推定する。【００２０】
変形量推定部１４は、内部バス２０を介して取得される外力推定部１３により推定された外力、及び設計情報データベース１７に格納される風力発電装置２の構造モデルなどの設計情報に基づき、外力に対する風力発電装置２の変形量を推定する。  
評価部１５は、内部バス２０を介して取得される変形量推定部１４により推定された風力発電装置２の変形量に基づき、ブレード２４及び／又はタワー２１など風力発電装置２の各構成部品の構造健全性を評価する。【００２１】
情報出力制御部１６は、内部バス２０を介して取得される評価部１５により評価された風力発電装置２の構造健全性を示す情報を、内部バス２０及び出力Ｉ／Ｆ１８ｃを介して、出力部１２を構成する表示装置の表示画面上に表示する。これにより、状態監視装置３の利用者は、容易に風力発電装置２の構造健全性について視認することが可能となる。    なお、本実施例では、風力発電装置２のタワー２１内に配されるＳＣＡＤＡ３１より、制御用センサ４による各種計測データを、状態監視装置３を構成する通信Ｉ／Ｆ１８ａに入力する構成としたがこれに限られるものでは無い。例えば、状態監視装置３を構成する通信Ｉ／Ｆ１８ａに、各制御用センサ４から信号線を介して各種計測データを入力する構成としても良い。【００２２】
次に、状態監視装置３を構成する演算処理部１０のデータの流れについて説明する。図３は、図１に示す状態監視装置３を構成する演算処理部１０のデータの流れを説明する図である。  
先ず、外力推定部１３が、計測値取得部１９にて処理された制御用センサ４による各種計測データのうち、少なくとも風速、風向、ブレードピッチ角、ロータアジマス角、ロータ回転数若しくは発電機回転数、ナセル方位角を含む制御用センサ４による計測データに基づき、タワー２１及び／又はブレード２４に発生する流体力や自重による力を推定する。ブレード２４に発生する流体力は、例えば、設計情報データベース１７に格納される、ブレード２４の断面形状などを含むブレード２４の空力モデルから、翼素運動量理論（非特許文献１）などを用いて推定される。また、タワー２１に加わる流体力は、例えば、タワー２１の断面形状に対応する抗力係数などを用いて計算される。ここで、タワー２１の断面形状に対応する抗力係数は、設計情報データベース１７に格納されるタワー形状の設計情報に含まれる。【００２３】
次に、変形量推定部１４が、外力推定部１３により推定された外力（外力推定値）と、設計情報データベース１７に格納される風力発電装置２の構造モデルなどに基づき、風力発電装置２の変形量などを推定する。例えば、以下の式（１）のような有限要素モデルから、風力発電装置２の各構成部品の変位、速度、加速度などを推定する。【００２４】
【数１】
0006674031.tif 000002
【００２５】
ここで、Ｍは風力発電装置２の有限要素モデルの質量マトリクス、Ｃは風力発電装置２の有限要素モデルの粘性マトリクス、Ｋは風力発電装置２の有限要素モデルの剛性マトリクスである。また、ｘの２階微分は風力発電装置２の有限要素モデルの節点の加速度、ｘの１階微分は風力発電装置２の有限要素モデルの節点の速度、ｘは風力発電装置２の有限要素モデルの節点の変位である。Ｆは外力推定部１３によって推定された外力推定値である。【００２６】
次に、評価部１５が、変形量推定部１４により推定された、風力発電装置２の変形量推定値に基づき、風力発電装置２の各構成部品に発生している応力或はモーメントを計算し、損傷度や余寿命など構造健全性に関わる指標を計算する。例えば、応力の時系列データからレインフロー法を用い、時系列データに含まれる様々な応力振幅のレンジ毎の頻度を計算し、その頻度からマイナー則などを用いて、現在の風力発電装置２の損傷度などを計算しても良い。  
最後に、情報出力制御部１６が、評価部１５による構造健全性評価を、出力部１２を構成する表示装置の画面上に表示する。【００２７】
図４は、図１に示す出力部１２を構成する表示装置の表示画面例を示す図である。図４に示すように、表示画面３２は、利用者による表示情報の選択指定を受け付ける表示情報選択領域３５、表示情報選択領域３５にて選択指定された情報をコンター表示する第１表示領域３３、及び、評価部１５にて計算された構造健全性評価結果としての応力及び／又はモーメントの時系列データ並びに余寿命や損傷度の時間変化などを表示する第２表示領域３４から構成される。【００２８】
図４に示す例では、利用者により表示情報選択領域３５のプルダウンメニューから「モーメント」が選択指定された状態を示している。このとき、第１表示領域３３には、風力発電装置２を構成する３枚のブレード２４に発生しているモーメントがコンター表示される。また、第２表示領域３４には、上部に１枚のブレード２４（ブレード１）の根元に生じているモーメントの時系列データ（時間変化）が表示され、中央に構成機器Ａ、構成機器Ｂ、及び構成機器Ｃの損傷度の時間変化が表示されている。ここで、構成機器Ａは例えばブレード２４であり、構成機器Ｂは例えば増速機２７であり、構成機器Ｃは例えばヨーベアリングである。なお、ヨーベアリングは、ナセル２２が回動可能にタワー２１にて支持される構造を実現するために用いられるベアリングである。また、第２表示領域３４の下部には、１枚のブレード２４（ブレード１）の根元に生じているモーメントと風速との相関関係を示すグラフが表示されている。なお、第２表示領域３４内にはグラフ追加ボタン３６が設けられている。利用者により入力部１１であるマウスをクリックすることにより、グラフ追加ボタン３６がアクティブとなり、情報出力制御部１６は更に他のグラフを第２表示領域３４内に表示する。利用者は、第２表示領域３４の右端のスクロールバーを操作することにより、評価部１５にて計算された構造健全性評価結果としての複数のグラフを容易に目視にて確認できる。【００２９】
また、図４に示す画面表示例において、第２表示領域３４内に表示される１枚のブレード２４（ブレード１）の根元に生じているモーメントの時系列データ（時間変化）に対し、例えば、利用者によりマウスポインタ或はカーソルなどで、所望の時刻が選択されると、情報出力制御部１６は当該選択された時刻における風力発電装置２を構成する３枚のブレード２４に発生しているモーメントを第１表示領域３３にコンター表示する。これにより、利用者は所望の時刻におけるブレード２４に発生しているモーメントの分布を容易に確認することが可能となる。【００３０】
なお、図４では、第１表示領域３３に３枚のブレード２４に発生しているモーメントをコンター表示する例を示すが、３枚のブレード２４に発生している応力をコンター表示することもできる。この場合、表示情報選択領域３５のプルダウンメニューから「応力」が選択される。また、第１表示領域３３に、応力或はモーメントなどの構造健全性に関わる指標を二次元モデルにてコンター表示する一例を示したが、これに代えて三次元モデルに重ねて応力或はモーメントなどの構造健全性に関わる指標を表示しても良い。【００３１】
以上のとおり、本実施例によれば、風力発電装置に既設の制御用センサを用いて、仮に風車が正常に制御されていない場合であっても、風力発電装置の構造健全性を良好に監視し得る風力発電装置の状態監視装置及びそれを有する状態監視システム並びに風力発電装置の状態監視方法を提供することが可能となる。  
また、本実施例によれば、利用者は対話的に風力発電装置の構造健全性に関わる指標を表示画面上で容易に視認でき、且つ、操作性も向上できる。
【実施例２】
【００３２】
図５は、本発明の他の実施例に係る実施例２の状態監視システムの全体概略構成図である。本実施例では、上述の実施例１に示した状態監視装置を構成する演算処理部に、更に、第１ロータトルク計算部、第２ロータトルク計算部、及び風況パラメータ修正部を設けた点が実施例１と異なる。実施例１と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では、実施例１と重複する説明を省略する。【００３３】
本実施例では、制御用センサ４による計測データに発電機２８の発電量と回転数が含まれている場合に、それらの値を用い風況に関するパラメータをより現実に即したものに調整する風力発電装置２の状態監視システム１の例を説明する。これにより、より高精度な風力発電装置の構造健全性の評価が可能となる。【００３４】
図５に示すように、本実施例に係る状態監視システム１を構成する風力発電装置２の状態（構造健全性など）を監視する状態監視装置３ａは、演算処理部１０ａ、入力部１１、及び出力部１２を備える。演算処理部１０ａは、少なくとも、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、情報出力制御部１６、第１ロータトルク計算部４１、第２ロータトルク計算部４２、及び風況パラメータ修正部４３を備える。入力部１１は、例えば、キーボード又はマウスなどの入力装置であり、利用者が状態監視装置３に関して何らかの入力をする際に用いられる。出力部１２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、及びプリンタなどの印字出力装置であり、演算処理部１０による処理の過程や結果、或は状態監視装置３の利用者のための対話的な処理のための画面を表示する。【００３５】
図６は、図５に示す状態監視装置３ａの機能ブロック図である。図６に示すように、状態監視装置３ａは、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、情報出力制御部１６、設計情報データベース１７、ＳＣＡＤＡ３１から送信される制御用センサ４による各種計測データを受信する通信Ｉ／Ｆ１８ａ、計測値取得部１９、入力Ｉ／Ｆ１８ｂ、出力Ｉ／Ｆ１８ｃ、第１ロータトルク計算部４１、第２ロータトルク計算部４２、及び風況パラメータ修正部４３を備え、これらは相互に内部バス２０にてアクセス可能に接続されている。また、状態監視装置３ａは、入力Ｉ／Ｆ１８ｂに接続される入力部１１、及び出力Ｉ／Ｆ１８ｃに接続される出力部１２を有する。演算処理部１０ａを構成する、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、情報出力制御部１６、第１ロータトルク計算部４１、第２ロータトルク計算部４２、及び風況パラメータ修正部４３と、計測値取得部１９は、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータを一時的に格納するＲＡＭ、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、ＣＰＵなどのプロセッサがＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納する。【００３６】
第１ロータトルク計算部４１は、内部バス２０を介して取得される外力推定部１３により推定されたブレード２４に加わる外力に基づき、風力発電装置２のロータに加わるトルクを計算する。第２ロータトルク計算部４２は、計測値取得部１９にて処理された制御用センサ４による各種計測データのうち、発電機２８の発電量、回転数を含む計測データに基づき、風力発電装置２のロータに加わるトルクを計算する。風況パラメータ修正部４３は、第１ロータトルク計算部４１により計算されたトルク及び第２ロータトルク計算部４２により計算されたトルクの差分に基づき風況パラメータを修正する。【００３７】
次に、状態監視装置３ａを構成する演算処理部１０ａのデータの流れ、及び状態監視装置３ａの処理フローについて説明する。図７は、図５に示す状態監視装置を構成する演算処理部のデータの流れを説明する図であり、図８は、図５に示す状態監視装置の概略処理フロー図である。  
先ず、外力推定部１３が、上述の実施例１と同様に、計測値取得部１９にて処理された制御用センサ４による各種計測データのうち、少なくとも風速、風向、ブレードピッチ角、ロータアジマス角、ロータ回転数若しくは発電機回転数、ナセル方位角を含む制御用センサ４による計測データに基づき、ブレード２４に発生する流体力や自重による外力を推定する（ステップＳ１１）。【００３８】
第１ロータトルク計算部４１は、外力推定部１３により推定されたブレード２４に加わる外力（外力推定値）に基づき、ロータに加わるトルクを計算する（ステップＳ１２）。
一方、第２ロータトルク計算部４２は、計測値取得部１９にて処理された制御用センサ４による各種計測データのうち、発電機２８の発電量及び回転数を含む計測データに基づき、ロータに加わるトルクを計算する（ステップＳ１３）。【００３９】
次に、風況パラメータ修正部４３は、第１ロータトルク計算部４１により計算されたロータに加わるトルクと第２ロータトルク計算部４２により計算されたロータに加わるトルクとの差分が、所定値以下である場合或は前のイタレーション（繰り返し計算）との変化がないなどの収束条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、イタレーション（繰り返し計算）との変化がないとは、第１ロータトルク計算部４１により計算されたロータに加わるトルクと第２ロータトルク計算部４２により計算されたロータに加わるトルクの差分が「０」となる状態を意味し、収束条件を満たした場合に相当する。従って、この場合、第１ロータトルク計算部４１により計算されたロータに加わるトルクと第２ロータトルク計算部４２により計算されたロータに加わるトルクの差分が「０」となるまで、ステップＳ１１及びステップＳ１２と、ステップＳ１３の処理が繰り返し実行される（イタレーション）。また、上述のように収束条件は、差分が「０」に限らず、所定の値の範囲内に差分が収まる場合（差分が所定値以下である場合）を、収束条件を満たすとしても良い。【００４０】
なお、ステップＳ１４にて、風況パラメータ修正部４３による判定結果が収束条件を満たさない場合はステップＳ１５に進み、風況パラメータ修正部４３は、後述するウィンドシアやタワーシャドウなどの風況に関するパラメータの変更を行う。例えば、図９に示すような鉛直方向の風速分布であるウィンドシアが、以下の式（２）のように定義されている時、鉛直方向の風速分布の形状を決定する係数であるαＷＳなどを変更する。  【００４１】
【数２】
0006674031.tif 000003
【００４２】
ここで、Ｖ（Ｚ）は地表から高さＺにおける風速を、Ｚｈｕｂはハブ２３の高さ（ナセル２２付近）の風速を表している。また、図１０は、タワーシャドウを説明する図である。
図１０に示すように、例えば、タワー２１の影響による風速の変化である高さＺにおけるタワーシャドウが以下の式（３）のように定義されている時、風況パラメータ修正部４３は、速度損失率の最大値Δ０、タワーシャドウの最大影響範囲と風力発電装置２のタワー２１の直径Ｄｔとの比Ｗ０ｔｓ、参照距離ｌｒｅｆなどを変更する。【００４３】
【数３】
0006674031.tif 000004
【００４４】
ただし、Ｄｔは高さＺにおけるタワー２１の直径、ｌは（ｘ／Ｄｔｌｒｅｆ）の平方根、Δ（ｘ）＝Δ０／ｌ、Ｗｔｓ（ｘ）＝Ｗ０ｔｓｌ、Ｖはタワーシャドウの影響がないタワー２１の上流における風速である。なお、図１０に示すようにｘ軸は風向、ｙ軸は風向に直交する方向である。以上のステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理を、収束条件が満たされるまで続ける。なお、風況パラメータ修正部４３のパラメータ変更には、勾配法などの最適化方法を用いても良い。【００４５】
ステップＳ１４にて収束条件が満たされたら、変形量推定部１４が、外力推定部１３により推定された外力（外力推定値）と、設計情報データベース１７に格納される風力発電装置２の構造モデルなどに基づき、風力発電装置２の変形量などを推定する（ステップＳ１６）。  
ステップＳ１７では、評価部１５が、変形量推定部１４により推定された、風力発電装置２の変形量推定値に基づき、風力発電装置２の各構成部品に発生している応力或はモーメントを計算し、損傷度や余寿命など構造健全性に関わる指標を計算する。  
ステップＳ１８では、情報出力制御部１６が、評価部１５による構造健全性評価を、出力部１２を構成する表示装置の画面上に表示する。【００４６】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例１の効果に加え、風況パラメータをより正確に推定できることから、より高精度な風力発電装置の構造健全性の監視が可能となる。
【実施例３】
【００４７】
図１１は、本発明の他の実施例に係る実施例３の状態監視システムの全体概略構成図である。本実施例では、上述の実施例１に示した状態監視装置を構成する演算処理部に、更に、変形量推定修正部を設けた点が実施例１と異なる。実施例１と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では、実施例１と重複する説明を省略する。【００４８】
本実施例では、ブレード２４の独立ピッチ制御などに用いられる歪センサなどを制御用センサ４に含み、ブレード２４の根元に加わる荷重に関する計測データが制御用センサ４による計測データに含まれる場合に、このブレード２４の根元に加わる荷重に関する計測データに基づき変形量の推定値を修正する風力発電装置２の状態監視システム１の例を説明する。これにより、より高精度な風力発電装置２の構造健全性の評価が可能となる。【００４９】
図１１に示すように、本実施例に係る状態監視システム１を構成する風力発電装置２の状態（構造健全性など）を監視する状態監視装置３ｂは、演算処理部１０ｂ、入力部１１、及び出力部１２を備える。演算処理部１０ｂは、少なくとも、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、情報出力制御部１６、及び変形量推定修正部４４を備える。入力部１１は、例えば、キーボード又はマウスなどの入力装置であり、利用者が状態監視装置３に関して何らかの入力をする際に用いられる。出力部１２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、及びプリンタなどの印字出力装置であり、演算処理部１０による処理の過程や結果、或は状態監視装置３の利用者のための対話的な処理のための画面を表示する。【００５０】
図１２は、図１１に示す状態監視装置３ｂの機能ブロック図である。図１２に示すように、状態監視装置３ｂは、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、情報出力制御部１６、設計情報データベース１７、ＳＣＡＤＡ３１から送信される制御用センサ４による各種計測データを受信する通信Ｉ／Ｆ１８ａ、計測値取得部１９、入力Ｉ／Ｆ１８ｂ、出力Ｉ／Ｆ１８ｃ、及び変形量推定修正部４４を備え、これらは相互に内部バス２０にてアクセス可能に接続されている。また、状態監視装置３ｂは、入力Ｉ／Ｆ１８ｂに接続される入力部１１、及び出力Ｉ／Ｆ１８ｃに接続される出力部１２を有する。演算処理部１０ｂを構成する、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、情報出力制御部１６、及び変形量推定修正部４４と、計測値取得部１９は、例えば、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサ、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータを一時的に格納するＲＡＭ、外部記憶装置などの記憶装置にて実現されると共に、ＣＰＵなどのプロセッサがＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、実行結果である演算結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納する。【００５１】
変形量推定修正部４４は、歪センサなどの制御用センサ４により計測されるブレード２４の根元の荷重に関する計測データに基づき、変形量推定部１４により推定された風力発電装置２のブレード２４の変形量（変形量推定値）を修正し、内部バス２０を介して評価部１５へ出力する。また、同時にブレード２４の構造強度に関するパラメータを修正して、その値を評価部１５へ出力しても良い。  
評価部１５は、内部バス２０を介して変形量推定修正部４４から入力される修正後の風力発電装置２の変形量推定値に基づき、ブレード２４及び／又はタワー２１など風力発電装置２の各構成部品の構造健全性を評価する。なお、変形量推定修正部４４により出力されたブレード２４の構造強度に関するパラメータを用いて構造健全性を評価しても良い。【００５２】
次に、状態監視装置３ｂを構成する演算処理部１０ｂのデータの流れについて説明する。図１３は、図１１に示す状態監視装置３ｂを構成する演算処理部１０ｂのデータの流れを説明する図である。  
先ず、外力推定部１３が、計測値取得部１９にて処理された制御用センサ４による各種計測データのうち、少なくとも風速、風向、ブレードピッチ角、ロータアジマス角、ロータ回転数若しくは発電機回転数、ナセル方位角を含む制御用センサ４による計測データに基づき、ブレード２４に発生する流体力や自重による力を推定する。ブレード２４に発生する流体力は、上述の実施例１と同様に、例えば、設計情報データベース１７に格納される、ブレード２４の断面形状などを含むブレード２４の空力モデルから、翼素運動量理論（非特許文献１）などを用いて推定される。【００５３】
次に、変形量推定部１４が、外力推定部１３により推定された外力（外力推定値）と、設計情報データベース１７に格納される風力発電装置２の構造モデルなどに基づき、風力発電装置２の変形量などを推定する。変形量推定部１４により推定された風力発電装置２の変形量は、変形量推定値として変形量推定修正部４４へ出力される。  
変形量推定修正部４４は、変形量推定部１４からの変形量推定値から計算されるブレード２４の根元の荷重と、制御用センサ４に含まれる歪センサなどにより計測されるブレード２４の根元に加わる荷重に関する計測データから計算される荷重との差分に基づき、変形量推定部１４により推定された変形量推定値の修正を行い、修正後の変形量推定値が評価部１５へ出力される。このとき、変形量推定修正部４４が、ブレード２４の構造強度に関するパラメータを修正して、その値を評価部１５へ出力しても良い。【００５４】
評価部１５は、変形量推定修正部４４により修正された、修正後の風力発電装置２の変形量推定値に基づき、風力発電装置２の各構成部品に発生している応力或はモーメントを計算し、損傷度や余寿命など構造健全性に関わる指標を計算する。評価部１５により計算された損傷度や余寿命など構造健全性に関わる指標は、信頼性評価結果として情報出力制御部１６へ出力される。このとき、ブレード２４の構造強度に関するパラメータを修正し、修正後のパラメータの変化値などを構造健全性に関わる指標として情報出力制御部１６へ出力する構成としても良い。【００５５】
図１４は、図１３に示す変形量推定修正部４４のデータの流れを説明する図である。図１４に示すように、変形量推定修正部４４は、ブレード根元荷重計算部４５、修正量計算部４６、及び推定値修正部４７を備える。  
変形量推定部１４からの変形量推定値は、ブレード根元荷重計算部４５及び推定値修正部４７にそれぞれ入力される。ブレード根元荷重計算部４５は、入力された変形量推定値に基づきブレード２４の根元の荷重を計算する。次に、ブレード根元荷重計算部４５により計算されたブレード２４の根元の荷重と、ブレード２４の根元に設置される制御用センサ４に含まれる歪センサなどにより計測される、ブレード２４の根元に加わる荷重に関する計測データとの差分が修正量計算部４６へ入力される。【００５６】
修正量計算部４６は、入力される上記差分に基づき、風力発電装置２の変形量推定値の修正量を計算し、当該修正量を推定値修正部４７へ出力する。  
そして、推定値修正部４７は、修正量計算部４６より入力される修正量と、変形量推定部１４から入力された変形量推定値とに基づき、風力発電装置２の変形量推定値を修正する。ここで、修正量計算部４６は、修正量の計算に加え、剛性などブレード２４の構造強度に関するパラメータを修正するよう構成しても良い。【００５７】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例１の効果に加え、実際のブレード根元に加わる荷重に関する情報をフィードバックすることにより、荷重の推定値やブレードの構造強度に関するパラメータを修正し、より高精度な風力発電装置の構造健全性の監視が可能となる。
【実施例４】
【００５８】
図１５は、本発明の他の実施例に係る実施例４の状態監視システムの全体概略構成図である。本実施例では、サーバなどに構築される第１演算処理部及び電子端末装置にて実現される第２演算処理部を、ネットワークを介して相互に通信可能に接続し状態監視装置を構成する点が実施例１と異なる。実施例１と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では、実施例１と重複する説明を省略する。【００５９】
図１５に示すように、風力発電装置の状態監視システム１は、風力発電装置２及び風力発電装置２の状態（構造健全性など）を監視する状態監視装置３ｃから構成される。  
状態監視装置３ｃは、風力発電装置２を構成するタワー２１内の底部（下部）に配されるＳＣＡＤＡ３１と信号線を介して接続される第１演算処理部１０ｃ、第１演算処理部１０ｃに対し遠隔地に配され入力部１１及び出力部１２と接続される第２演算処理部１０ｄ、及び第１演算処理部１０ｃと第２演算処理部１０ｄとを相互に通信可能に接続するネットワーク４８を備える。ここで、ネットワーック４８は、有線又は無線のいずれでも良い。第１演算処理部１０ｃは、例えばサーバに実装され、少なくとも、外力推定部１３、変形量推定部１４、及び評価部１５を備える。第２演算処理部１０ｄは、例えばＰＣ、スマートフォン或はタブレットなどの電子端末装置に実装され、情報出力制御部１６を備える。なお、第１演算処理部１０ｃを構成する、外力推定部１３、変形量推定部１４、及び評価部１５は上述の実施例１と同様であり、また、第２演算処理部１０ｄを構成する情報出力制御部１６も実施例１と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。【００６０】
利用者により入力部を介して、例えば、ブレード空力モデル、ブレード質量分布、タワー形状、及び風力発電装置構造モデルなどの設計情報が入力されると、第２演算処理部１０ｄの通信Ｉ／Ｆ（図示せず）及びネットワーク４８を介して、第１演算処理部１０ｃの通信Ｉ／Ｆ（図示せず）を介して、図示しない設計情報データベースの所定の記憶領域に格納される。また、第１演算処理部１０ｃを構成する評価部１５が、変形量推定部１４により推定された風力発電装置２の変形量に基づき、ブレード２４及び／又はタワー２１など風力発電装置２の各構成部品の構造健全性を評価し、当該構造健全性の評価結果を第１演算処理部１０ｃの通信Ｉ／Ｆ（図示せず）及びネットワーク４８を介して、第２演算処理部１０ｄへ送信する。第２演算処理部１０ｄを構成する情報出力制御部１６は、上述の実施例１にて説明した図４に示す表示画面３２と同様の表示画面例を、第２演算処理部１０ｄに接続される出力部１２の表示装置に表示する。このように、状態監視装置３ｃを第１演算処理部１０ｃと第２演算処理部１０ｄとに分割或は分散する構成とすることで、風力発電装置２の構造健全性評価までの処理を第１演算処理部１０ｃで実行し、必要な風力発電装置２の構造健全性評価結果のみ第２演算処理部１０ｄへ送信することにより、仮にネットワーク４８の通信環境が貧弱な場合であっても、風力発電装置２の構造健全性を良好に監視することが可能となる。また、特に、電子端末装置に実装される第２演算処理部１０ｄについては、風力発電装置２が設置される場所から遠隔地に位置する監視センタ内に配することが可能となり、また、第２演算処理部１０ｄがスマートフォン或はタブレット等の携帯型の電子端末装置に実装される場合においては、利用者が如何なる場所にいる場合であっても、風力発電装置２の構造健全性を容易に監視することが可能となる。【００６１】
なお、第１演算処理部１０ｃが、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、第１ロータトルク計算部４１、第２ロータトルク計算部４２、及び風況パラメータ修正部４３を有する構成としても良い。また、第１演算処理部１０ｃが、外力推定部１３、変形量推定部１４、評価部１５、及び変形量推定修正部４４を有する構成としても良い。【００６２】
以上のとおり、本実施例によれば、状態監視装置３ｃを第１演算処理部１０ｃと第２演算処理部１０ｄとに分割或は分散する構成とすることで、風力発電装置２の構造健全性評価までの処理を第１演算処理部１０ｃで実行し、必要な風力発電装置２の構造健全性評価結果のみ第２演算処理部１０ｄへ送信することにより、仮にネットワーク４８の通信環境が貧弱な場合であっても、風力発電装置２の構造健全性を良好に監視することが可能となる。  
また、本実施例によれば、第２演算処理部１０ｄがスマートフォン或はタブレット等の携帯型の電子端末装置に実装される場合においては、利用者が如何なる場所にいる場合であっても、風力発電装置２の構造健全性を容易に監視することが可能となる。【００６３】
なお、上述の実施例１乃至実施例４においては、１基の風力発電装置２の状態監視を行う場合を一例として示したが、複数の風力発電装置２が設置されるウィンドファームにも同様に適用できることは言うまでもない。【００６４】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・状態監視システム，２・・・風力発電装置，３，３ａ，３ｂ，３ｃ・・・状態監視装置，４・・・制御用センサ，１０，１０ａ，１０ｂ・・・演算処理部，１０ｃ・・・第１演算処理部，１０ｄ・・・第２演算処理部，１１・・・入力部，１２・・・出力部，１３・・・外力推定部，１４・・・変形量推定部，１５・・・評価部，１６・・・情報出力制御部，１７・・・設計情報データベース，１８ａ・・・通信Ｉ／Ｆ，１８ｂ・・・入力Ｉ／Ｆ，１８ｃ・・・出力Ｉ／Ｆ，１９・・・計測値取得部，２０・・・内部バス，２１・・・タワー，２２・・・ナセル，２３・・・ハブ，２４・・・ブレード，２５・・・主軸，２６・・・シュリンクディスク，２７・・・増速機，２８・・・発電機，２９・・・メインフレーム，３０・・・電力変換器，３１・・・ＳＣＡＤＡ，３２・・・表示画面，３３・・・第１表示領域，３４・・・第２表示領域，３５・・・表示情報選択領域，３６・・・グラフ追加ボタン，４１・・・第１ロータトルク計算部，４２・・・第２ロータトルク計算部，４３・・・風況パラメータ修正部，４４・・・変形量推定修正部，４５・・・ブレード根元荷重計算部，４６・・・修正量計算部，４７・・・推定値修正部，４８・・・ネットワーク
【図１】
0006674031.tif 000005
【図２】
0006674031.tif 000006
【図３】
0006674031.tif 000007
【図４】
0006674031.tif 000008
【図５】
0006674031.tif 000009
【図６】
0006674031.tif 000010
【図７】
0006674031.tif 000011
【図８】
0006674031.tif 000012
【図９】
0006674031.tif 000013
【図１０】
0006674031.tif 000014
【図１１】
0006674031.tif 000015
【図１２】
0006674031.tif 000016
【図１３】
0006674031.tif 000017
【図１４】
0006674031.tif 000018
【図１５】
0006674031.tif 000019