[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架振動(dòng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310207039.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN103321854A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶學(xué)軍;岳紅軒;盧曉光;吳鵬;張延輝;盛琰;桂黃宇;劉偉鵬;張舉良;丁艷軍;陳娜娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;許繼集團(tuán)有限公司;許昌許繼風(fēng)電科技有限公司
• 主分類號(hào): F03D11/00
• 分類號(hào): F03D11/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架振動(dòng)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）實(shí)時(shí)采集電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)和利用機(jī)艙振動(dòng)傳感器采集振動(dòng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)；

（2）將采集到的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檎駝?dòng)信號(hào)峰峰值，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)峰峰值超出設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，觸發(fā)振動(dòng)報(bào)警并進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜特性分析；

（3）實(shí)時(shí)頻譜特性分析：對(duì)采集的設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，得到實(shí)時(shí)頻譜特性譜和此時(shí)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速值，將預(yù)先得到的整機(jī)振動(dòng)頻率特征中的該風(fēng)輪轉(zhuǎn)速值對(duì)應(yīng)的整機(jī)振動(dòng)頻率點(diǎn)和實(shí)時(shí)頻譜特性譜中此頻率下的能量集中度進(jìn)行對(duì)比，如果實(shí)時(shí)頻譜設(shè)定固有頻率段的能量集中度超過設(shè)定值，則判斷為是由于激勵(lì)源頻率與機(jī)組固有頻率重合所致，反之則判斷為是外部激勵(lì)過大導(dǎo)致振動(dòng)過大；

（4）當(dāng)由于外部激勵(lì)頻率和機(jī)組固有頻率重合引起整機(jī)振動(dòng)時(shí)，通過轉(zhuǎn)矩調(diào)整或變槳調(diào)整，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速減小，以達(dá)到激勵(lì)頻率脫離部件固有頻率的目的；當(dāng)由于外部激勵(lì)過大引起機(jī)組振動(dòng)時(shí)，通過主動(dòng)減小轉(zhuǎn)矩或者主動(dòng)調(diào)整槳距角來減載荷使振動(dòng)量回到正常水平。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架振動(dòng)控制方法，其特征在于：所述步驟（2）中的信號(hào)峰峰值為波動(dòng)信號(hào)波峰與波谷之間的距離，將采集到的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檎駝?dòng)信號(hào)峰峰值的過程如下：首先濾除振動(dòng)信號(hào)的直流分量，保留振動(dòng)信號(hào)的交流分量，再求取信號(hào)峰峰值：分別記錄采集到的信號(hào)的波峰值和波谷值，每個(gè)采樣周期中，若采集的信號(hào)值大于之前記錄的波峰值，則將該周期中的信號(hào)值替換之前的波峰值；若小于波谷值則該周期中的信號(hào)值替換之前的波谷值；反之，如果之前采集到的信號(hào)的波峰值和波谷值沒被新數(shù)據(jù)替換，則以指數(shù)規(guī)律衰減，衰減速度依賴于設(shè)置的時(shí)間常數(shù)T1，本采樣周期的信號(hào)值根據(jù)如下公式計(jì)算，其中τ為系統(tǒng)采樣時(shí)間；A_k及A_k-1分別為本采樣周期的信號(hào)值和上一采樣周期的信號(hào)值；

Ak=Ak-1×T1-τT1]]>

振動(dòng)信號(hào)峰峰值即為當(dāng)前時(shí)刻波峰值與波谷值的差值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架振動(dòng)控制方法，其特征在于：所述步驟（1）和（2）中對(duì)實(shí)時(shí)采集的振動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)處理方式如下：將采集到的設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)存入寄存器，當(dāng)振動(dòng)報(bào)警不觸發(fā)時(shí)，只對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)更新。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架振動(dòng)控制方法，其特征在于：所述步驟（3）中的設(shè)定值為在確定整機(jī)振動(dòng)頻率特征時(shí)對(duì)應(yīng)頻率下的能量集中度值的10%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架振動(dòng)控制方法，其特征在于：確定整機(jī)振動(dòng)頻率特征的過程如下：采集風(fēng)機(jī)試運(yùn)行時(shí)的機(jī)艙振動(dòng)的頻譜特性數(shù)據(jù)，確定風(fēng)機(jī)塔架振動(dòng)的固有頻率；采集試運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，經(jīng)頻譜分析確定傳動(dòng)鏈上的模態(tài)頻率及隨風(fēng)輪轉(zhuǎn)速變化的激勵(lì)源頻率；機(jī)艙振動(dòng)的頻譜特性和電機(jī)轉(zhuǎn)速的頻譜特性即為整機(jī)振動(dòng)頻率特征，由整機(jī)振動(dòng)頻率特征區(qū)別出機(jī)組固有振動(dòng)頻率以及隨風(fēng)輪轉(zhuǎn)速變化的激勵(lì)源頻率，取出在不同風(fēng)輪轉(zhuǎn)速下對(duì)應(yīng)的一組機(jī)組固有頻率的頻率數(shù)值和在對(duì)應(yīng)頻率數(shù)值下的能量集中度，將其作為振動(dòng)控制中判斷振動(dòng)類型的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架振動(dòng)控制方法，其特征在于：步驟（1）中機(jī)艙振動(dòng)的頻譜特性是在風(fēng)機(jī)試運(yùn)行時(shí)利用振動(dòng)測(cè)試儀直接得到。