[發(fā)明專利]一種大型半直驅(qū)機(jī)組齒輪箱冷卻系統(tǒng)故障預(yù)警方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810228522.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN108506171B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴飛飛;王冬冬;李永戰(zhàn);王起昆;孫安平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 明陽(yáng)智慧能源集團(tuán)股份公司
• 主分類號(hào): F03D17/00
• 分類號(hào): F03D17/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發(fā)明公開了一種大型半直驅(qū)機(jī)組齒輪箱冷卻系統(tǒng)故障預(yù)警方法，包括步驟：1)采集風(fēng)電場(chǎng)的SCADA數(shù)據(jù)，且各個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)簽點(diǎn)采樣周期應(yīng)保持一致；2)提取數(shù)據(jù)中的N個(gè)標(biāo)簽點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度值；3)對(duì)每個(gè)標(biāo)簽點(diǎn)的溫度值求其對(duì)應(yīng)的實(shí)際功率設(shè)定值；4)將采樣周期內(nèi)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際功率設(shè)定值和閾值進(jìn)行比較，如果超出閾值，則報(bào)出齒輪箱冷卻系統(tǒng)異常故障，若沒有超出閾值則判斷齒輪箱冷卻系統(tǒng)狀態(tài)正常；5)在報(bào)出齒輪箱冷卻系統(tǒng)異常故障之后，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員根據(jù)齒輪箱冷卻系統(tǒng)異常故障排查流程進(jìn)行排查，并根據(jù)排查的結(jié)果進(jìn)行檢修，直至故障消除。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)提前判斷齒輪箱冷卻系統(tǒng)的異常狀態(tài)，并將故障在發(fā)生之前排除掉的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障預(yù)警的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種大型半直驅(qū)機(jī)組齒輪箱冷卻系統(tǒng)故障預(yù)警方法。

背景技術(shù)

齒輪箱是半直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重要組成部分，齒輪箱冷卻系統(tǒng)的故障直接影響到齒輪箱的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于風(fēng)電場(chǎng)一般建設(shè)在偏遠(yuǎn)地區(qū)，各臺(tái)風(fēng)機(jī)之間距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)維成本較高，齒輪箱又是大部件，不易拆卸，排查難度大。因此，如果能夠利用歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)齒輪箱冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，及時(shí)對(duì)現(xiàn)存隱患進(jìn)行預(yù)警，在故障發(fā)生之前就判斷出部件的異常，并進(jìn)行檢修，就能夠有效減少風(fēng)電場(chǎng)的損失。

目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒輪箱冷卻系統(tǒng)的故障診斷方法，主要是先對(duì)齒輪箱冷卻系統(tǒng)的相關(guān)溫度變量進(jìn)行預(yù)測(cè)，將實(shí)際溫度值與預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較，當(dāng)差值超過一定的閾值時(shí)，報(bào)出故障。其中對(duì)溫度變量進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法，主要有機(jī)器學(xué)習(xí)算法、時(shí)間序列等方法。通常，依賴對(duì)未來溫度值的預(yù)測(cè)，會(huì)涉及到模型準(zhǔn)確性的問題，而模型準(zhǔn)確性又和樣本數(shù)據(jù)、模型參數(shù)等緊密相關(guān)，這些因素都是不易控制、針對(duì)性較弱的。

因此，本發(fā)明針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身運(yùn)行特性，對(duì)其運(yùn)行過程中產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過對(duì)故障樣本的反復(fù)驗(yàn)證，提出了基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱冷卻系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)的故障預(yù)警方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提出了一種行之有效的大型半直驅(qū)機(jī)組齒輪箱冷卻系統(tǒng)故障預(yù)警方法，基于風(fēng)電場(chǎng)的SCADA系統(tǒng)采集的風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合以往工程運(yùn)維過程中積累的專家經(jīng)驗(yàn)，對(duì)齒輪箱冷卻系統(tǒng)進(jìn)行故障預(yù)警，當(dāng)報(bào)出故障時(shí)及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行排查、檢修，以實(shí)現(xiàn)提前判斷齒輪箱冷卻系統(tǒng)的異常狀態(tài)，并將故障在發(fā)生之前排除掉，這樣可有效減少被動(dòng)運(yùn)維過程中產(chǎn)生的成本，提高風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種大型半直驅(qū)機(jī)組齒輪箱冷卻系統(tǒng)故障預(yù)警方法，包括以下步驟：

1)采集風(fēng)電場(chǎng)的SCADA數(shù)據(jù)，且各個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)簽點(diǎn)采樣周期應(yīng)保持一致；

2)提取數(shù)據(jù)中的N個(gè)標(biāo)簽點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度值；

3)對(duì)每個(gè)標(biāo)簽點(diǎn)的溫度值求其對(duì)應(yīng)的實(shí)際功率設(shè)定值；

4)將采樣周期內(nèi)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際功率設(shè)定值和閾值進(jìn)行比較，如果超出閾值，則報(bào)出齒輪箱冷卻系統(tǒng)異常故障，若沒有超出閾值則判斷齒輪箱冷卻系統(tǒng)狀態(tài)正常；

5)在報(bào)出齒輪箱冷卻系統(tǒng)異常故障之后，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員根據(jù)齒輪箱冷卻系統(tǒng)異常故障排查流程進(jìn)行排查，并根據(jù)排查的結(jié)果進(jìn)行檢修，直至故障消除。

在步驟1)中，采集風(fēng)電場(chǎng)的SCADA數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)間隔時(shí)間為1秒，并且無(wú)需對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。

在步驟2)中，所述標(biāo)簽點(diǎn)包括齒輪箱油溫、齒輪箱主軸承溫度、齒輪箱前軸承溫度、齒輪箱后軸承溫度、發(fā)電機(jī)前軸承溫度、發(fā)電機(jī)后軸承溫度或發(fā)電機(jī)繞組溫度，標(biāo)簽點(diǎn)個(gè)數(shù)N的范圍在[6，30]區(qū)間內(nèi)。

在步驟3)中，對(duì)每個(gè)標(biāo)簽點(diǎn)的實(shí)際溫度值求其對(duì)應(yīng)的功率設(shè)定值，包括以下步驟：

3.1)按照以下公式求每個(gè)標(biāo)簽點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率設(shè)定值：