[發明專利]一種風力發電機故障預警及報警方法

有效

• 申請號: 201210062263.6
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103306893A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 肖志東;李濱;鮑曉利;黃錦陽;朗朔
• 申請（專利權）人: 北京光耀能源技術股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;G08B31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種風力發電機，尤其涉及一種風力發電機故障預警及報警方法。

背景技術

隨著國家對風電能源產業的大力投入，風電場的規模迅速擴大，致使風電企業的運營管理面臨著巨大的壓力，尤其是在風力發電機管理和維修方面。同時，風力發電機故障停機時有發生，風電企業擔心突發事故的發生。目前，采用的風力發電機運行維護維修手段具有一定滯后性，現場的風力發電機維護維修人員技術水平普遍較低，難以及時有效的對風力發電機進行維護維修。

由于風電場不斷建成和投入運營，風力發電機數量迅速增多，及時有效的對風力發電機進行運行維護維修是一個亟待解決的問題。由于風力發電機運行維護維修人員的數量有限，風力發電機運行狀態監測技術手段單一等矛盾凸顯，由于無法及時對風力發電機進行維護維修造成的風力發電機故障的風險增大。通常，風電場會安裝基于數據采集與監視控制系統的報警系統對風力發電機運行狀態進行監測，但由于其為故障事后報警，維修人員只能在故障發生后對風力發電機進行維修，無法為維護維修人員提供風力發電機運行狀態信息。對于大多數的風電場，其對風力發電機的維護維修還多采用定期巡檢和故障事后維修的方式對風力發電機進行維護和維修。由于風力發電機維修資源緊缺和技術條件有限，對風力發電機的維護維修難以達到及時維修，致使在巡檢間隔內無法對風力發電機進行及時的維護維修，在巡檢間隔內只有當風力發電機發生故障后才會得到維修，不僅會造成維修停機損失，也增加了風力發電機維修成本。

由于風力發電機大部分時間處于正常運行狀態，所以找到風力發電機正常運行狀態對應的傳感器數據序列是很容易的，而查找與風力發電機故障狀態相對應的傳感器數據序列則相對困難。特別是在風力發電機故障記錄不完善的情況下，查找與風力發電機故障狀態相對應的傳感器數據序列則更為困難。而當前針對風力發電機故障預警及報警的大部分方法都是依賴于對風力發電機故障狀態所對應的傳感器數據的。

發明內容

為了解決上述技術問題本發明提供一種風力發電機故障預警及報警方法，目的是對風力發電機故障進行報警。

為達上述目的本發明一種風力發電機故障預警及報警方法，包括如下步驟：(1)讀取傳感器歷史數據：讀取風電場數據采集與監視控制系統數據庫中存儲的歷史數據；(2)歷史數據預處理：對讀取的歷史數據進行預處理，去除讀取數據中的無效數據；(3)建立正常傳感器數據序列庫：從經預處理后的歷史數據中選取長度為60個的連續數據序列，并對選取的數據序列進行歸一化處理，將歸一化處理后的數據序列及選取的數據序列的偏差按傳感器標記存儲到正常傳感器數據序列庫中；(4)讀取實時傳感器數據序列：從風電場數據采集與監視控制系統中讀取長度為60個的實時采集的傳感器數據序列；(5)傳感器數據序列歸一化：對獲取的實時傳感器數據序列進行歸一化處理；(6)數據序列相關運算：以傳感器標記作為唯一標識從正常傳感器數據序列庫中讀取正常傳感器數據序列，并與歸一化后的實時傳感器數據序列進行相關運算；(7)故障預警及報警：根據相關運算結果同故障預警及故障報警限值進行對比進行故障預警及報警，當完成風力發電機故障報警后，返回至第(4)步重復執行。

所述讀取的傳感器歷史數據時間長度為至少30天，數據的采集時間間隔為1分鐘。

所述的無效數據包括停機時采集的數據，故障時采集的數據，極端天氣條件下采集的數據，網絡故障時采集的數據，傳感器故障時采集的數據和風力發電機調試時采集的數據；其中極端天氣條件是指雷擊、冰雹、颶風、地震、海嘯、洪水和火山噴發。

所述的數據序列歸一化處理的定義為其中，x_i為正常傳感器數據序列中的第i個數據元素，為x_i歸一化后的數據序列元素，i為數據序列中數據元素的編號，i＝1，2，...，N，N為數據序列的長度。

所述的選取的數據序列的偏差的定義為

所述的數據序列相關運算的定義為γ為數據序列與數據序列的相關運算結果，為讀取的實時傳感器數據序列y_i經歸一化處理后的數據序列。

所述故障預警限值為σ的數值。

所述故障報警限值為2σ的數值。

所述的相關運算結果同故障預警限值和故障報警限值進行對比，當數據序列相關運算結果γ不大于σ時，不進行預警或報警；當數據序列相關運算結果γ在σ和2σ的區間內時，進行故障預警；當數據序列相關結果γ不小于2σ時，進行故障報警。