[發(fā)明專利]一種考慮環(huán)境參數(shù)修正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動監(jiān)測及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711009040.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107829885B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凡;代雷霆;李宇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安銳益達(dá)風(fēng)電技術(shù)有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 李文義

1.一種考慮環(huán)境參數(shù)修正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）在風(fēng)機(jī)葉片上設(shè)置雙軸加速度傳感器，所述雙軸加速度傳感器距葉根的距離占葉片長度的1/3，利用雙軸加速度傳感器從風(fēng)機(jī)葉片上采集擺振、揮舞兩方向振動數(shù)據(jù)；

2）在葉片輪轂處安裝雙軸加速度信號傳感器，采集輪轂位置處的振動信號，通過葉片和輪轂處采集的振動信號獲得塔筒、傳動鏈的低階高能固有頻率；在風(fēng)機(jī)輪轂處安裝WindBVM采集器，采集各傳感器信號以及SCADA工況參數(shù)，并將綜合信號發(fā)送至機(jī)艙工業(yè)級路由器；

3）利用工業(yè)級路由器將葉片和輪轂的振動信號、溫度信號以及同步采集的SCADA參數(shù)通過風(fēng)場環(huán)網(wǎng)傳輸至診斷中心；

4）診斷中心對存儲的葉片、輪轂振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取葉片的固有頻率，并從中剔除步驟2）中塔筒、傳動鏈引進(jìn)的固有頻率；

5）對步驟4）中得到的葉片固有頻率進(jìn)行基于環(huán)境參數(shù)的固有頻率修正，以及使用工況分割法進(jìn)行固有頻率修正，所述工況分割法，是指將風(fēng)速、葉片溫度、槳距角三種工況參數(shù)等間隔劃分為三維工況塊，當(dāng)所述葉片振動監(jiān)測系統(tǒng)部署于一個新風(fēng)場時，使用自部署之日起兩個月的振動數(shù)據(jù)、SCADA參數(shù)參與工況塊的訓(xùn)練,將兩個月采集的SCADA參數(shù)對應(yīng)的葉片固有頻率填入工況子塊,訓(xùn)練期結(jié)束后，當(dāng)有新數(shù)據(jù)采集到達(dá)時，若與三維工況塊中對應(yīng)工況的固有頻率存在偏差，但是后續(xù)采集的新樣本又再次回歸正常，即這是一種偶發(fā)偏差，則將具有上述偶發(fā)偏差的樣本剔除或者使用工況子塊對應(yīng)固有頻率替代該樣本的實測固有頻率,反之，若后續(xù)采集的新樣本仍然偏離工況子塊中對應(yīng)的固有頻率，并且偏差超過規(guī)定閾值，則說明該風(fēng)機(jī)葉片出現(xiàn)了某種不良狀態(tài)；

7）依據(jù)提取的葉片固有頻率進(jìn)行葉片狀態(tài)監(jiān)測評估，給出覆冰、損傷的診斷結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮環(huán)境參數(shù)修正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟1）中雙軸加速度傳感器直接粘貼于葉片內(nèi)部腹板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種考慮環(huán)境參數(shù)修正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動監(jiān)測方法，其特征在于，所述葉片輪轂處安裝的所述的雙軸加速度傳感器帶溫度測量模塊，該溫度測量模塊可以準(zhǔn)確測量葉片溫度，以取代SCADA工況參數(shù)中的溫度數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮環(huán)境參數(shù)修正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動監(jiān)測方法，其特征在于，所述的步驟2）中根據(jù)槳距角數(shù)值來確定后續(xù)分析目標(biāo)數(shù)據(jù)。

5.一種考慮環(huán)境參數(shù)修正的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括有葉片，其特征在于，在風(fēng)機(jī)葉片（1）上設(shè)置雙軸加速度傳感器（3），所述雙軸加速度傳感器距葉根的距離占葉片長度的1/3，輪轂（2）上設(shè)有輪轂傳感器（4）；雙軸加速度傳感器、輪轂傳感器與設(shè)在輪轂上的WindBVM采集器（5）相連；WindBVM采集器通過WIFI與工業(yè)級無線AP（6）相連；工業(yè)級無線AP（6）與風(fēng)機(jī)主控柜（7）相連；工業(yè)級無線AP與交換機(jī)（8）相連；交換機(jī)通過內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器（9）與正向隔離器（10）相連；正向隔離器通過外網(wǎng)服務(wù)器（11）與診斷中心（12）相連，所述輪轂傳感器通過所述振動信號獲得塔筒、傳動鏈的低階高能固有頻率，以通過獲取的所述低階高能固有頻率剔除塔筒、傳動鏈固有頻率，所述診斷中心對得到的葉片固有頻率進(jìn)行基于環(huán)境參數(shù)的固有頻率修正，以及使用工況分割法進(jìn)行固有頻率修正，所述工況分割法，是指將風(fēng)速、葉片溫度、槳距角三種工況參數(shù)等間隔劃分為三維工況塊，當(dāng)所述葉片振動監(jiān)測系統(tǒng)部署于一個新風(fēng)場時，使用自部署之日起兩個月的振動數(shù)據(jù)、SCADA參數(shù)參與工況塊的訓(xùn)練,將兩個月采集的SCADA參數(shù)對應(yīng)的葉片固有頻率填入工況子塊,訓(xùn)練期結(jié)束后，當(dāng)有新數(shù)據(jù)采集到達(dá)時，若與三維工況塊中對應(yīng)工況的固有頻率存在偏差，但是后續(xù)采集的新樣本又再次回歸正常，即這是一種偶發(fā)偏差，則將將具有上述偶發(fā)偏差的樣本剔除或者使用工況子塊對應(yīng)固有頻率替代該樣本的實測固有頻率,反之，若后續(xù)采集的新樣本仍然偏離工況子塊中對應(yīng)的固有頻率，并且偏差超過規(guī)定閾值，則說明該風(fēng)機(jī)葉片出現(xiàn)了某種不良狀態(tài)。