[發明專利]一種風電機組變槳系統的故障預警方法及系統

有效

• 申請號: 201711051319.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN109723609B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 馬曉晶;秦世耀;王文卓;徐婷;畢然;薛揚;王瑞明;付德義;周士棟
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/04
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

一種風電機組變槳系統的故障預警方法及系統，包括：采集變槳系統正常運行且槳距角發生變化的歷史數據，所述歷史數據包括變槳系統中每個葉片的槳距角；對所述歷史數據進行濾波處理，根據濾波處理前、后的數據偏差確定數據偏差范圍；對變槳系統待測數據進行濾波處理，當濾波處理前、后的數據偏差超出所述數據偏差范圍，則發出故障預警。本發明能夠在變槳系統故障早期，變槳角度未發生明顯異常時，針對變槳角度曲線不平滑的情況進行故障預警，發現早期的變槳故障。

技術領域

本發明涉及新能源發電，具體涉及一種風電機組變槳系統的故障預警方法及系統。

背景技術

風電行業的成本主要集中在兩個方面，第一是制造、加工和安裝成本，第二就是運維成本，日常運維成本大概為風電場總收入的10％-15％，提前發現并預警故障是降低運維成本的重要措施。

變槳系統是組成風電機組的重要部件，作用為通過改變葉片迎風角，控制功率在合理范圍內穩定輸出。由于風電機組所在地多有突發大風或陣風的情況，加之工作條件惡劣，變槳故障發生頻率高，對風機發電量和運維成本均有較大影響。

變槳角度異常是變槳系統故障的重要表現形式，當變槳角度與預設值發生明顯偏差，或任意兩個或以上葉片運行角度相差值超過穩定運行閾值，都可以觸發變槳系統故障報警。然而在變槳系統故障早期，變槳角度未發生明顯異常，僅僅由于轉矩或控制等問題使變槳角度曲線不平滑，此時需要對數據進行分析以發現早期故障。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述不足，本發明提供一種風電機組變槳系統故障預警方法及系統。

本發明提供的技術方案是：一種風電機組變槳系統的故障預警方法，包括：

采集變槳系統正常運行且槳距角發生變化的歷史數據，所述歷史數據包括變槳系統中每個葉片的槳距角；

對所述歷史數據進行濾波處理，根據濾波處理前、后的數據偏差確定數據偏差范圍；

對變槳系統待測數據進行濾波處理，當濾波處理前、后的數據偏差超出所述數據偏差范圍，則發出故障預警。

優選的，采集的所述歷史數據為5-10秒的秒級數據。

優選的，所述根據Savitzky‐Golay濾波器對所述歷史數據進行濾波處理，包括：

從所述歷史數據中隨機選擇若干時間段內的數據作為樣本數據；

根據預設的循環單邊點數集合和多項式階次集合，每次從單邊點數集合和多項式階次集合中各取一個數值、分別對各時間段的樣本數據進行Savitzky-Golay濾波并繪制濾波后的曲線圖；

所述曲線圖中的曲線最低點對應的參數為擬合單邊點數m和多項式階次n的值。

優選的，根據所述單邊點數和多項式階次，通過下式分別對各時間段的樣本數據進行Savitzky-Golay濾波：

y_M＝sgolayfilt(x_M,m,n)

式中：y_M：濾波后的樣本數據；M：N段樣本數據的數據點個數；sgolayfilt()：對數據進行Savitzky-Golay濾波的函數；x_M：濾波前的樣本數據；N：數據樣本的數量。

優選的，通過下式確定所述濾波處理前、后的數據偏差確定數據偏差范圍：

E_alarm＝[-E_mean-5*E_std,E_mean+5*E_std]