[發(fā)明專(zhuān)利]一種風(fēng)電機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)方法、控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811259466.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109296506B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝金娟;程林志;王朝東;楊海鋒;耿麗紅;王建偉;武愈振;李松博;石磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 許昌許繼風(fēng)電科技有限公司;許繼集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03D17/00
• 分類(lèi)號(hào): F03D17/00;F03D7/00
• 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: 崔旭東

本發(fā)明涉及一種風(fēng)電機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)方法、控制方法及裝置，通過(guò)采集風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)和風(fēng)速信號(hào)，根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的峰值判斷機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)異常時(shí)，根據(jù)風(fēng)速信號(hào)估算對(duì)應(yīng)的湍流強(qiáng)度，判斷當(dāng)湍流強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)定條件時(shí)，判斷該振動(dòng)異常是由湍流強(qiáng)度引起，風(fēng)電機(jī)組的控制策略為：調(diào)整轉(zhuǎn)矩控制和槳距控制解耦參數(shù)為主或者調(diào)整陣風(fēng)控制參數(shù)和槳距控制參數(shù)為主，該控制不僅對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析來(lái)確定是否發(fā)生了振動(dòng)故障，還考慮機(jī)組所處的外部風(fēng)況的湍流強(qiáng)度影響，使得對(duì)振動(dòng)故障的分析能夠全面、準(zhǔn)確的進(jìn)行，根據(jù)精確得到振動(dòng)信號(hào)的分析結(jié)果更加準(zhǔn)確的控制風(fēng)電機(jī)組，有益于風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種風(fēng)電機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)方法、控制方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，地勢(shì)平坦，年平均風(fēng)速高的優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源已經(jīng)大量減少，越來(lái)越多的風(fēng)場(chǎng)建設(shè)在地形比較復(fù)雜的山區(qū)，機(jī)組的運(yùn)行工況也更惡劣，使機(jī)組的穩(wěn)定性降低。機(jī)組的振動(dòng)水平是衡量機(jī)組穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，在正常工作狀態(tài)下，機(jī)組的振動(dòng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生較大的突變或者出現(xiàn)共振。但是，當(dāng)機(jī)位點(diǎn)的湍流強(qiáng)度較大、控制參數(shù)不合適或者機(jī)組某些部件出現(xiàn)異常時(shí)，機(jī)組的振動(dòng)就會(huì)增大或者出現(xiàn)耦合共振，使機(jī)組不能正常穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，對(duì)于復(fù)雜地形機(jī)組而言，機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)和分析非常重要，可以通過(guò)檢測(cè)分析結(jié)果，對(duì)機(jī)組的控制策略進(jìn)行調(diào)整，使機(jī)組能平穩(wěn)運(yùn)行，降低機(jī)組載荷，延長(zhǎng)使用壽命。

現(xiàn)有技術(shù)中給出的風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)檢測(cè)大部分是基于振動(dòng)傳感器檢測(cè)到振動(dòng)信號(hào)，例如，中國(guó)專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)為CN102042166B的發(fā)明專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的一種風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)檢測(cè)裝置及方法，通過(guò)數(shù)個(gè)震動(dòng)傳感器分別設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組的數(shù)個(gè)部件上，僅對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析來(lái)確定是否發(fā)生了振動(dòng)故障，沒(méi)有考慮機(jī)組所處的外部風(fēng)況的湍流強(qiáng)度影響，導(dǎo)致對(duì)振動(dòng)故障的分析不夠全面、準(zhǔn)確，進(jìn)而影響后續(xù)的風(fēng)機(jī)的控制策略不能夠正確執(zhí)行，風(fēng)機(jī)運(yùn)行不夠穩(wěn)定、可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是一種風(fēng)電機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)方法及裝置，以解決目前風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)檢測(cè)過(guò)程沒(méi)有考慮湍流強(qiáng)度影響導(dǎo)致振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題；同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種風(fēng)電機(jī)組的控制方法及裝置，以解決目前風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)檢測(cè)過(guò)程沒(méi)有考慮湍流強(qiáng)度影響導(dǎo)致風(fēng)機(jī)控制不夠精準(zhǔn)的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)，解決目前風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)檢測(cè)過(guò)程沒(méi)有考慮湍流強(qiáng)度影響導(dǎo)致振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法包括以下步驟：

1)采集風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)和風(fēng)速信號(hào)，根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的峰值判斷機(jī)組是否出現(xiàn)振動(dòng)異常；

2)若出現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)異常，則根據(jù)風(fēng)速信號(hào)估算對(duì)應(yīng)的湍流強(qiáng)度，判斷湍流強(qiáng)度是否滿(mǎn)足設(shè)定條件，若滿(mǎn)足，則判斷該振動(dòng)異常是由湍流強(qiáng)度引起。

有益效果是，本方法不僅對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析來(lái)確定是否發(fā)生了振動(dòng)故障，還考慮機(jī)組所處的外部風(fēng)況的湍流強(qiáng)度影響，使得對(duì)振動(dòng)故障的分析能夠全面、準(zhǔn)確的進(jìn)行，最終精確得到振動(dòng)信號(hào)的分析結(jié)果，有益于風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行安全。

進(jìn)一步地，為了精準(zhǔn)的辨別振動(dòng)異常的起因，若湍流強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)定條件，則根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)頻譜特征與機(jī)組固有頻率偏差的大小判斷振動(dòng)異常是否為機(jī)組共振引起。

進(jìn)一步地，為了準(zhǔn)確識(shí)別機(jī)組振動(dòng)信號(hào)是否異常，振動(dòng)信號(hào)異常的判斷流程為：

(1)提取振動(dòng)信號(hào)中的交流分量Vib_AC；

(2)提取交流分量T_v0時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)的峰值V_pp；

(3)計(jì)算第一設(shè)定時(shí)間T₁內(nèi)振動(dòng)峰值V_pp超過(guò)設(shè)定峰值閾值V_pp-lim的次數(shù)n；