[發明專利]風機部件的壽命預測方法及系統

有效

• 申請號: 201210495195.2
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103019135A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王文娟
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

技術領域

本發明涉及風力發電領域。更具體地講，涉及一種風機部件的壽命預測方法及系統。

背景技術

隨著技術的發展，對可再生能源的關注和利用程度日益增加，其中，風力發電是一種已經發展相對成熟的能源技術。

目前，對風機的預防維護工作主要是故障后維修和定期檢修(如半年檢修和全年檢修)，但缺乏一個面向整機的部件的在線壽命預測及相應的預防維護和檢修系統，難以實現對機組壽命預警的作用，不能科學判斷機組檢修時機及提供合理的預防和檢修方式，導致風機維護成本較高，備品備件庫規劃不合理。及時獲得風機的部件的剩余壽命，對于風機安全、穩定運行和優化機組可靠性具有重大意義。因此，需要一種對風機的部件進行在線壽命預測的技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風機部件的壽命預測方法及系統。

根據本發明的一方面，提供一種風機部件的壽命預測方法，其特征在于，包括：采集風機的部件的特征參數；根據采集的特征參數確定處于非失效階段的部件；確定處于非失效階段的部件的剩余壽命范圍；對處于預定剩余壽命范圍的部件進行在線剩余壽命預測。

可選地，所述壽命預測方法還包括：根據采集的特征參數，確定需要進行壽命預測的部件，其中，根據采集的特征參數確定處于非失效階段的部件的步驟包括：根據采集的特征參數，從需要進行壽命預測的部件之中確定處于非失效階段的部件。

可選地，確定需要進行壽命預測的部件的步驟包括：根據部件的重要度、易損性、性能衰退過程易檢性中的至少一個來確定需要進行壽命預測的部件，其中，重要度表示部件故障時對風機正常工作的影響程度；易損性表示部件發生故障的頻率；性能衰退過程易檢性表示檢測到部件故障的難度。

可選地，所述壽命預測方法還包括：根據采集的特征參數確定處于失效階段的部件。

可選地，確定處于非失效階段的部件的剩余壽命范圍的步驟包括：利用動態可靠性分析模型來確定處于非失效階段的部件的剩余壽命范圍。

可選地，在確定處于非失效階段的部件的剩余壽命范圍時，利用動態可靠性分析模型建立部件的可靠度和失效率隨使用時間的變化動態過程曲線，基于該變化動態過程曲線確定部件的壽命范圍，將確定的壽命范圍減去部件的使用工時，以計算部件的剩余壽命范圍。

可選地，對處于預定剩余壽命范圍的部件進行在線剩余壽命預測的步驟包括：利用支持向量機預測模型對處于預定剩余壽命范圍的部件進行在線剩余壽命預測。

可選地，針對處于預定剩余壽命范圍的部件之中的非間歇性部件，采用最小二乘支持向量機對向量機預測模型建模；針對處于預定剩余壽命范圍的部件之中的間歇性工作部件，采用集成最小二乘支持向量機對向量機預測模型建模。

可選地，特征參數包括電氣特性參數、機械特性參數和過程參數中的至少一種。

可選地，每次對部件進行剩余壽命預測時，利用包括當前時間的一段時間內采集的部件的特征參數的時間序列作為樣本集來訓練支持向量機預測模型，以獲得部件的特征參數的未來發展趨勢，從獲得的未來發展趨勢提取與部件處于故障狀態時的特征參數對應的時間，將該時間減去該部件的使用工時，從而得到該部件的剩余壽命。

可選地，所述壽命預測方法還包括：在部件的剩余壽命小于設備壽命預警閥值并大于設備更換閥值時，向用戶發出報警，使用戶降低該部件的使用強度；在部件的剩余壽命小于等于設備更換閥值時，向用戶發出報警，使用戶更換該部件，其中，設備壽命預警閥值大于設備更換閥值。

可選地，通過下列項中的至少一個表示性能衰退過程易檢性：風機是否輸出用于衡量部件的性能的輸出參數、輸出參數衡量部件性能的完整性、通過外觀觀測來判別部件是否發生故障的可行性。

可選地，處于預定剩余壽命范圍的部件是指剩余壽命范圍的下限小于預定閾值的部件。

根據本發明的另一方面，提供一種風機部件的壽命預測系統，包括：數據采集模塊，采集風機的部件的特征參數；生命周期判斷模塊，根據采集的特征參數確定處于非失效階段的部件；剩余壽命范圍預測模塊，確定處于非失效階段的部件的剩余壽命范圍；在線壽命預測模塊，對處于預定剩余壽命范圍的部件進行在線剩余壽命預測。

可選地，所述壽命預測系統還包括：部件選擇模塊，根據采集特征參數，確定需要進行壽命預測的部件，其中，生命周期判斷模塊根據采集的特征參數，從需要進行壽命預測的部件之中確定處于非失效階段的部件。