[發(fā)明專利]監(jiān)測變槳電機溫度異常的方法和裝置

有效

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• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN110412966B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設計）人: 田元興;劉健;俠惠芳
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 曾世驍;劉奕晴

本發(fā)明提供了一種監(jiān)測變槳電機溫度異常的方法，所述方法包括以下步驟：獲取風力發(fā)電機組的實時數據；根據獲取的實時數據計算與變槳電機溫度異常相關的衍生變量；基于計算的衍生變量提取與風力發(fā)電機組葉片開裂相關的特征參數，并通過對特征參數進行數據統(tǒng)計以計算出所述特征參數的最優(yōu)限值。本發(fā)明能夠從葉片開裂的角度對變槳電機溫度異常特征進行準確提取，并確定變槳電機溫度異常的特征參數以及相應的特征參數的最優(yōu)限值，從而為機組大部件進行預警模型的建立和預警分析提供依據。

技術領域

本發(fā)明涉及風電技術領域，具體地講，涉及一種監(jiān)測變槳電機溫度異常的方法和裝置。

背景技術

隨著風力發(fā)電機組(以下簡稱“機組”)在低風速地區(qū)的快速布局，機組在復雜的運行環(huán)境下的健康狀況顯得尤為重要，葉片及變槳系統(tǒng)承接了機組吸收風能、調速以及氣動剎車的重要任務，因此，葉片及變槳系統(tǒng)的健康狀況逐漸成為近年來風電行業(yè)內重點研究的方向。而在機組運行過程中，葉片及變槳系統(tǒng)處于不斷的旋轉狀態(tài)，且需要經歷極端風況、極端湍流和高風切變等惡劣風況。目前，在批量運行的機組中，除了防雷系統(tǒng)，葉片系統(tǒng)沒有任何其它監(jiān)測傳感器，一旦有葉片發(fā)生斷裂、開裂等現象，運維人員很難及時發(fā)現并消除隱患。其中，葉片斷裂多發(fā)生在葉片根部和葉片中部，呈折斷形式，導致葉片斷裂的原因主要有葉片設計缺陷、葉片材料質量不符合要求、生產商家經驗不足等。葉片開裂多發(fā)生在葉尖和葉片中部前緣處，呈縱向分離張口形式，導致葉片開裂的原因主要有在設計生產過程中對尾邊區(qū)域及葉片表層的不重視、風沙磨損侵蝕，修復不及時以及雷擊損壞等。近年來，不少風電場相繼出現了葉片斷裂、葉片掉落、葉片開裂、葉片開洞和軸承開裂等事故，因此，如何在問題發(fā)生前就能監(jiān)測到問題將要發(fā)生便成為了近年來風電行業(yè)技術人員研究的重大課題。

現有技術中，對變槳電機溫度的監(jiān)測主要是依靠報警故障停機的方式，例如圖1中所示的傳統(tǒng)變槳電機溫度異常監(jiān)測系統(tǒng)。從圖1可知，變槳變頻器對變槳電機的溫度濾波值進行溫度上限和溫度下限的判斷，得出變槳故障字，主控系統(tǒng)再根據變槳變頻器得出的變槳故障字判斷出變槳電機溫度是否異常，并在變槳電機溫度異常時，控制風力發(fā)電機組停機。傳統(tǒng)變槳電機溫度異常監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測手段過于簡單、被動，只有溫度異常到機組停機時才能被監(jiān)測到，對于變槳電機溫度為什么會異常，主要有什么原因引起的溫度異常未能給出精確判斷。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有的技術不足，提供了一種監(jiān)測變槳電機溫度異常的方法和裝置。

本發(fā)明的一方面提供一種監(jiān)測變槳電機溫度異常的方法，所述方法包括以下步驟：獲取風力發(fā)電機組的實時數據；根據獲取的實時數據計算與變槳電機溫度異常相關的衍生變量；基于計算的衍生變量提取與風力發(fā)電機組葉片開裂相關的特征參數，并通過對特征參數進行數據統(tǒng)計以計算出所述特征參數的最優(yōu)限值。

優(yōu)選地，所述實時數據被劃分為故障風力發(fā)電機組的運行數據和正常風力發(fā)電機組的運行數據，包括實時數據的獲取時間、風力發(fā)電機組編號、變槳電機的溫度和變槳槳距角，所述特征參數包括溫度變化率ΔS、溫度變化率占比P和跳躍點距離β中的至少一個。

優(yōu)選地，所述根據獲取的實時數據計算與變槳電機溫度異常相關的衍生變量的步驟包括：對獲取的實時數據進行數據清洗；基于數據清洗結果計算與變槳電機溫度異常相關的衍生變量，所述衍生變量包括：時間差Δt、變槳電機溫度差ΔT、變槳角度差ΔA和變槳電機溫度變化率ΔS，所述變槳電機溫度變化率ΔS為變槳電機溫度差ΔT與時間差Δt之比；分別對所述實時數據和所述衍生變量進行數據預處理，以去除超出特定閾值范圍的實時數據和衍生變量數據。

優(yōu)選地，所述超出特定閾值范圍的實時數據和衍生變量數據包括變槳電機的溫度T＞＞150℃的數據、變槳電機溫度差ΔT＞4.6℃的整行數據、變槳角度差ΔA＞50°的數據以及時間差Δt＜5s和Δt＞10min的數據。