專利名稱：功能性測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及一種對(duì)技術(shù)系統(tǒng)中的技術(shù)部件執(zhí)行功能性測(cè)試的方法。
背景技術(shù)：
技術(shù)系統(tǒng)通常包括多個(gè)單獨(dú)的技術(shù)部件。為了獲得該技術(shù)系統(tǒng)無(wú)故障的操作，或?yàn)榱藱z測(cè)部件的故障或磨損，需在固定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)部件執(zhí)行功能性測(cè)試。這些功能性測(cè)試對(duì)與技術(shù)系統(tǒng)例如緊急事件停機(jī)系統(tǒng)的操作安全有關(guān)的部件尤為重要。在一定時(shí)間間隔內(nèi)還存在合法指令規(guī)定的功能性測(cè)試。
然而，由于功能性測(cè)試的性質(zhì)，不得不停止技術(shù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，在技術(shù)元件的測(cè)試程序持續(xù)期間中，不能運(yùn)行技術(shù)系統(tǒng)。例如，為了進(jìn)行部件測(cè)試而不得不停機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)在測(cè)試過(guò)程中不能發(fā)電，因此降低了發(fā)電系統(tǒng)的效率。
而且，技術(shù)系統(tǒng)通常是復(fù)雜的，因?yàn)樗鼈儼ǘ鄠€(gè)不同的技術(shù)部件。典型的是，對(duì)于每一種類型的部件，兩個(gè)連續(xù)的測(cè)試之間的固定時(shí)間間隔不同，從而技術(shù)系統(tǒng)的功能性測(cè)試的總數(shù)將會(huì)很多。然而，這就縮短了兩個(gè)連續(xù)的測(cè)試之間技術(shù)系統(tǒng)正常運(yùn)行的平均時(shí)間。因此，降低了系統(tǒng)效率。
以上問(wèn)題尤其與風(fēng)力渦輪機(jī)相關(guān)。典型的是，風(fēng)力渦輪機(jī)位于遠(yuǎn)地并遭受嚴(yán)寒氣候。因此，對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)部件的功能性測(cè)試對(duì)于保證可靠的運(yùn)行很重要。而且，遠(yuǎn)地渦輪機(jī)的維護(hù)成本相對(duì)較高，從而希望減少這種維護(hù)程序的頻率。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上問(wèn)題，提供一種用于技術(shù)系統(tǒng)的功能性測(cè)試方法。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)定期被測(cè)的技術(shù)部件。該方法包括以下步驟，通過(guò)設(shè)定技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最小時(shí)間間隔和最大時(shí)間間隔來(lái)定義測(cè)試時(shí)間間隔；設(shè)定判定參數(shù)的測(cè)試范圍；檢測(cè)判定參數(shù)的真實(shí)值；以及如果已經(jīng)經(jīng)過(guò)了技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最小時(shí)間間隔、并且檢測(cè)到的判定參數(shù)的真實(shí)值位于預(yù)定測(cè)試范圍內(nèi)，或者如果已經(jīng)經(jīng)過(guò)了技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最大時(shí)間間隔，那么執(zhí)行技術(shù)部件的功能性測(cè)試。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的功能性測(cè)試程序的時(shí)間示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的功能性測(cè)試程序的時(shí)間示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的功能性測(cè)試程序的時(shí)間示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的功能性測(cè)試程序的流程圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明另一方面的風(fēng)力渦輪機(jī)的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的風(fēng)力渦輪機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的功能性測(cè)試程序的時(shí)間示意圖。其中，示出了相對(duì)于時(shí)間的判定參數(shù)值。作為舉例，選擇風(fēng)力渦輪機(jī)的輸入功率作為判定參數(shù)。而且，作為舉例，被測(cè)的技術(shù)部件為用于緊急事件間距驅(qū)動(dòng)的電池，并且選擇輸入到發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率作為判定參數(shù)。然而，應(yīng)該理解，以下的解釋并不限于風(fēng)力渦輪機(jī)、電池測(cè)試或輸入功率。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)如何將以下的解釋?xiě)?yīng)用到其它技術(shù)系統(tǒng)和/或部件和/或其它判定參數(shù)是顯而易見(jiàn)的。而且，圖4示出了功能性測(cè)試方法的流程圖，并在閱讀以下解釋時(shí)參考該圖。
首先，限定兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最大時(shí)間間隔，其相當(dāng)于這種情況下的固定時(shí)間間隔。而后，設(shè)定最小時(shí)間，其限定了能夠執(zhí)行連續(xù)功能性測(cè)試的最早時(shí)間。因此，由作為下限的最小時(shí)間和作為上限的最大時(shí)間限定執(zhí)行功能性測(cè)試的測(cè)試間隔。而且，選擇判定參數(shù)，例如輸入功率，并且由上限和下限限定測(cè)試范圍。在示范性的實(shí)施例中，上限和下限具有相同的值，從而只限定一個(gè)用于釋放測(cè)試程序的門(mén)限值。
隨后的舉例用于舉例說(shuō)明根據(jù)本測(cè)試方法的系統(tǒng)的工作情況。當(dāng)然，風(fēng)力渦輪機(jī)的實(shí)際工作情況取決于實(shí)際的風(fēng)力條件，并且可以與圖1所示的舉例不同。然而，從圖1中可以明顯看出本發(fā)明的基本原理。最初，執(zhí)行測(cè)試1，然后判定參數(shù)，即輸入功率升高，直至達(dá)到額定的運(yùn)行值。在最小時(shí)間處，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了從測(cè)試1開(kāi)始的最小時(shí)間間隔。然而，輸入功率判定參數(shù)具有一個(gè)大于測(cè)試范圍的上限的值，從而不啟動(dòng)功能性測(cè)試。在某些時(shí)間，輸入功率下降，并且當(dāng)它達(dá)到測(cè)試范圍的上限時(shí)，同時(shí)滿足時(shí)間和參數(shù)條件，從而啟動(dòng)連續(xù)的功能性測(cè)試的測(cè)試2。因而，在具有低的或較低的輸入功率的運(yùn)行條件下執(zhí)行功能性測(cè)試。據(jù)此，由測(cè)試期間的下降時(shí)間引起的效率損失比在最大輸入功率期間執(zhí)行測(cè)試時(shí)的效率損失小。
圖1以虛點(diǎn)線示出了可替換的情形。在這種可替換的情形中，輸入功率不會(huì)下降，而是保持在最大值。因此，在測(cè)試間隔內(nèi)不執(zhí)行功能性測(cè)試，并且僅當(dāng)最大時(shí)間間隔過(guò)后，即在最大時(shí)間處才進(jìn)行功能性測(cè)試。這個(gè)測(cè)試的執(zhí)行對(duì)判定參數(shù)無(wú)任何限制條件，即不依賴于判定參數(shù)。因此，不會(huì)超過(guò)兩個(gè)連續(xù)功能性測(cè)試之間的最大時(shí)間間隔。
每次良好的功能性測(cè)試之后，進(jìn)行時(shí)間復(fù)位，并且以上所述的檢測(cè)和比較周期重新開(kāi)始。如果測(cè)試不成功，即檢測(cè)到部件故障，則至少一個(gè)系統(tǒng)停機(jī)被啟動(dòng)，向操作者發(fā)送警報(bào)，或進(jìn)行其它適當(dāng)?shù)臏y(cè)試。
雖然已參考風(fēng)力渦輪機(jī)和輸入功率描述了該測(cè)試方法，但在可替換實(shí)施例中從技術(shù)系統(tǒng)的功率輸出、力矩、速度、振動(dòng)狀態(tài)、風(fēng)速、結(jié)冰、轉(zhuǎn)子葉片的間距角度中的至少一個(gè)中選擇判定參數(shù)。在其它實(shí)施例中，技術(shù)系統(tǒng)為任何包括被測(cè)部件的其它合適的系統(tǒng)。
現(xiàn)參考圖2描述本發(fā)明的又一實(shí)施例。因?yàn)榛驹砼c上述的相同，省略了多余的特征。一處不同就是測(cè)試范圍是依賴于時(shí)間的，也就是圖2中的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的。然而，應(yīng)理解測(cè)試范圍的時(shí)間依賴性可以具有任何合適的形狀，即平滑的漸減部分。而且，在本實(shí)施例中，測(cè)試范圍起始于從判定參數(shù)的最小可能的值即零輸入功率的最小時(shí)間，并且在最大時(shí)間處擴(kuò)展到可能的判定參數(shù)的整個(gè)范圍。換句話說(shuō)，如果沒(méi)有功率輸入到系統(tǒng)那么僅在最小時(shí)間處啟動(dòng)功能性測(cè)試，但是當(dāng)達(dá)到最大時(shí)間時(shí)可在任意實(shí)際輸入功率處啟動(dòng)功能性測(cè)試。
因此，在最小時(shí)間處、例如本實(shí)施例中判定參數(shù)范圍的0％，是否啟動(dòng)功率測(cè)試的判定標(biāo)準(zhǔn)很嚴(yán)格，以及逐漸達(dá)到最大時(shí)間處即本實(shí)施例中判定參數(shù)范圍的100％，其中功能性測(cè)試的啟動(dòng)不依賴于系統(tǒng)的操作狀態(tài)。因此，要在適時(shí)促進(jìn)執(zhí)行功能性測(cè)試和因測(cè)試造成的效率損失之間進(jìn)行折衷。因此，技術(shù)系統(tǒng)的效率得以進(jìn)一步提高。
參考圖3描述本發(fā)明的另一實(shí)施例。如圖3所示，示出了用于包括兩種不同技術(shù)部件的技術(shù)系統(tǒng)的測(cè)試方法的時(shí)間圖表。部件的測(cè)試間隔、判定參數(shù)和/或測(cè)試范圍取決于部件規(guī)格，并因此對(duì)于部件1和2來(lái)說(shuō)是不同的。如果對(duì)于部件的一個(gè)或多個(gè)特征相同，則該方法還是可以實(shí)施的。
如圖3所示，部件1的最小時(shí)間位于部件2的min.time2之前，而部件1的最大時(shí)間位于部件2的max.time2之前。然而，部件2的最小時(shí)間(min.time2)位于部件1的測(cè)試間隔內(nèi)，從而部件1和2的測(cè)試間隔之間存在時(shí)間重疊。在圖3所示的實(shí)施例中，采用布爾與運(yùn)算將兩部件的邊界狀態(tài)結(jié)合起來(lái)。因此，當(dāng)判定參數(shù)1跨越測(cè)試范圍1的上限(虛點(diǎn)線)時(shí)，不啟動(dòng)部件1的功能性測(cè)試。只有當(dāng)判定參數(shù)2跨越測(cè)試范圍2的上限時(shí)，才啟動(dòng)兩部件的連續(xù)測(cè)試，從而兩部件同時(shí)被測(cè)試。因而，由于對(duì)于系統(tǒng)只需要一個(gè)下降時(shí)間，而不是兩個(gè)下降時(shí)間，效率得以再次提高。作為又一選項(xiàng)，如果達(dá)到部件1的最大時(shí)間，而在部件1的測(cè)試間隔內(nèi)不執(zhí)行功能性測(cè)試，則可以啟動(dòng)部件2的功能性測(cè)試.
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，可接受技術(shù)部件的成功使用作為成功的功能性測(cè)試。該選項(xiàng)可應(yīng)用到上述實(shí)施例的任意一個(gè)。部件的成功使用意味著已經(jīng)使用的部件無(wú)傳承的誤差。如果成功使用部件被解釋為成功的功能性測(cè)試，則在本測(cè)試周期不再對(duì)部件進(jìn)行測(cè)試。因此，對(duì)技術(shù)部件進(jìn)行時(shí)間復(fù)位，重新啟動(dòng)測(cè)試周期。重要的是理解，不但要考慮在部件的相應(yīng)測(cè)試間隔內(nèi)成功使用部件，還要考慮成功使用每個(gè)部件，例如發(fā)生在部件的最小時(shí)間之前的成功使用。舉例來(lái)說(shuō)，如果由于風(fēng)力渦輪機(jī)的故障狀態(tài)而啟動(dòng)間距驅(qū)動(dòng)電池而且電池系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生誤差，那么考慮電池的成功使用作為成功的功能性測(cè)試，即使在最小測(cè)試間隔下降之前發(fā)生故障狀態(tài)。因此，由于明顯增加了功能性測(cè)試之間的時(shí)間間隔，效率得以進(jìn)一步提高。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種與風(fēng)力渦輪機(jī)管理系統(tǒng)(WTMS)相連的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，WTMS適于執(zhí)行如上所述的功能性測(cè)試方法。
在圖5中示出了這種風(fēng)力渦輪機(jī)的一個(gè)舉例。其中風(fēng)力渦輪機(jī)100包括塔110和其上安裝輪轂130的發(fā)動(dòng)機(jī)艙120。轉(zhuǎn)子葉片140安裝到輪轂130上。間距驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)150設(shè)置在輪轂130內(nèi)，并連接到風(fēng)力渦輪機(jī)管理系統(tǒng)160。典型的是，間距驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)150包括電池驅(qū)動(dòng)的緊急事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其在固定時(shí)間間隔內(nèi)必須進(jìn)行功能性測(cè)試，因?yàn)榫o急事件間距驅(qū)動(dòng)的故障可導(dǎo)致?lián)p失，或者甚至是破壞風(fēng)力渦輪機(jī)。在風(fēng)力渦輪機(jī)100中，WTMS160適于對(duì)電池驅(qū)動(dòng)的緊急事件間距驅(qū)動(dòng)150執(zhí)行上述的功能性測(cè)試方法之一。從而，風(fēng)力渦輪機(jī)100相對(duì)于傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)的效率提高。
圖6中示出了應(yīng)用上述功能性測(cè)試方法之一的風(fēng)力渦輪機(jī)的又一個(gè)舉例。其中，多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)100被組合到一起形成風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)。風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)中的每個(gè)渦輪機(jī)被連接到中心風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)管理系統(tǒng)200(WFMS)，該管理系統(tǒng)適于執(zhí)行上述功能性測(cè)試方法。特別是，該WFMS可適于調(diào)整包括在風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)中的風(fēng)力渦輪機(jī)100的功能性測(cè)試，從而由于測(cè)試引起的時(shí)間下降和/或功率損失得以調(diào)整和/或在渦輪機(jī)上均勻分配。因此，整個(gè)風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)的效率就提高了。
這樣已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離隨后權(quán)利要求的主旨和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行不同的修改是顯而易見(jiàn)的。尤其是，盡管相對(duì)于發(fā)電系統(tǒng)，象風(fēng)力或水力渦輪機(jī)描述了本發(fā)明，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在兩個(gè)持續(xù)部件之間模糊固定時(shí)間間隔、并在固定日期之前對(duì)于測(cè)試部件限定判定標(biāo)準(zhǔn)還可應(yīng)用于各類其它技術(shù)系統(tǒng)中。
雖然依據(jù)不同的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員還是能認(rèn)識(shí)到在不脫離權(quán)利要求主旨和范圍的情況下可通過(guò)修改實(shí)施本發(fā)明。
零件列表

權(quán)利要求
1.一種用于技術(shù)系統(tǒng)的功能性測(cè)試方法，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)被定期檢測(cè)的技術(shù)部件(1)，該方法包括以下步驟通過(guò)設(shè)定技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最小時(shí)間間隔和最大時(shí)間間隔來(lái)定義測(cè)試時(shí)間間隔；設(shè)定判定參數(shù)的測(cè)試范圍；檢測(cè)判定參數(shù)的真實(shí)值；以及如果已經(jīng)經(jīng)過(guò)了技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最小時(shí)間間隔、并且檢測(cè)到的判定參數(shù)的真實(shí)值位于預(yù)定測(cè)試范圍內(nèi)，或者如果已經(jīng)經(jīng)過(guò)了技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最大時(shí)間間隔，那么執(zhí)行技術(shù)部件的功能性測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其中判定參數(shù)選自技術(shù)系統(tǒng)的功率輸入、技術(shù)系統(tǒng)的功率輸出、力矩、速度、振動(dòng)狀態(tài)、電力網(wǎng)故障、電力網(wǎng)過(guò)電壓、以及電力網(wǎng)欠電壓中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其中判定參數(shù)的測(cè)試范圍依賴于時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試方法，其中在測(cè)試間隔內(nèi)測(cè)試范圍連續(xù)增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法，其中在測(cè)試間隔內(nèi)測(cè)試范圍從判定參數(shù)的0％增加到100％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其中接受技術(shù)部件的成功使用作為技術(shù)部件的成功的功能性測(cè)試，并進(jìn)行時(shí)間復(fù)位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其中技術(shù)系統(tǒng)包括至少另一個(gè)被測(cè)的技術(shù)部件，所述方法還包括以下步驟檢查技術(shù)部件的測(cè)試間隔是否重疊；以及在技術(shù)部件的測(cè)試間隔的重疊區(qū)段內(nèi)對(duì)功能性測(cè)試進(jìn)行時(shí)序安排。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其中技術(shù)系統(tǒng)為風(fēng)力渦輪機(jī)(100)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)試方法，其中判定參數(shù)為風(fēng)速、結(jié)冰、以及轉(zhuǎn)子葉片螺旋角中的至少一個(gè)。
10.一種連接到風(fēng)力渦輪機(jī)管理系統(tǒng)(160)的風(fēng)力渦輪機(jī)(100)，其適于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的功能性測(cè)試方法。
全文摘要
一種技術(shù)系統(tǒng)的功能性測(cè)試方法，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)定期被測(cè)的技術(shù)部件(1)。該方法包括以下步驟，通過(guò)設(shè)定技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最小時(shí)間間隔和最大時(shí)間間隔來(lái)定義測(cè)試時(shí)間間隔；設(shè)定判定參數(shù)的測(cè)試范圍；檢測(cè)判定參數(shù)的真實(shí)值；以及如果已經(jīng)經(jīng)過(guò)了技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最小時(shí)間間隔、并且檢測(cè)到的判定參數(shù)的真實(shí)值位于預(yù)定測(cè)試范圍內(nèi)，或者如果已經(jīng)經(jīng)過(guò)了技術(shù)部件的兩個(gè)連續(xù)測(cè)試之間的最大時(shí)間間隔，那么執(zhí)行技術(shù)部件的功能性測(cè)試。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101021428SQ20061017238
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者J·米登多夫, R·哈格多恩 申請(qǐng)人:通用電氣公司