[發明專利]一種風力發電機組葉輪不平衡融合檢測方法

有效

• 申請號: 202010143210.1
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111289179B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉楠;廖雪松;劉杰;孫寶會;韓花麗;劉靜;雷春宇;董燕
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司
• 主分類號: G01M1/16
• 分類號: G01M1/16
• 代理公司: 重慶棱鏡智慧知識產權代理事務所(普通合伙) 50222
• 代理人: 李興寰

本發明屬于風力發電機組不平衡檢測及判斷領域，涉及一種將信息融合技術應用于風力發電機不平衡檢測的算法，提高葉輪不平衡診斷的準確性。本發明提供的一種風力發電機組葉輪不平衡融合檢測方法，首先通過低通濾波器過濾低頻測量噪聲，以及利用帶寬濾波器獲取1P頻率對應的振動幅值，然后考慮風速及功率對振動加速度影響，選取典型工作點(功率曲線拐點及額定工作點)發電功率及風速附近區域，對振動加速度測量值二次過濾，最后融合評定不平衡模式，相比于已有的檢測診斷方式，本方法在于充分利用風力發電機多源測量信息，針對典型工作點工況，提高葉輪不平衡診斷的準確性。

技術領域

本發明涉及風力發電機組不平衡檢測及判斷領域，具體涉及一種風力發電機組葉輪不平衡融合檢測方法。

背景技術

風電機組葉輪不平衡主要包括質量不平衡（機艙左右方向振動）和氣動不平衡（迎風方向的前后振動）兩方面，無論是哪種不平衡都會給風電機組帶來擺幅很大的振動，危害風電機組的壽命和安全。在實際運行中葉輪不平衡往往會造成風電機組振動過大，包括機艙沿風向振動、機艙橫向振動、機艙扭轉方向振動等。

振動會造成明顯的齒輪箱前后竄動、機艙左右強烈搖晃、偏航制動位置竄動，嚴重的會在偏航處發出強烈的噪音，損壞機艙內部件。葉輪不平衡還會帶來塔頂振動，影響塔筒的安全性。葉輪不平衡對葉片本身強度也有很大影響。不平衡的問題嚴重或長期不處理，會影響風電機組可靠性，降低風電機組壽命。為了防止風電機組產生嚴重失效問題，有必要在問題顯現的初期對機組故障狀態進行監測與保護。

現有的基于振動信號的監測診斷方法，需要安裝大量的高精度傳感器。該診斷方法不僅成本高，可靠性也由于惡劣多變的運行環境而不能得到保證。實際運行機組往往只會在少數幾個機艙位置設置振動傳感器，振動傳感器測量結果為振動加速度測量X、Y信號。測量得到的振動幅值受到風速、風向、轉速以及發電功率等因素影響，導致檢測結果不準確，因此基于振動傳感器測量值的不平衡準確判斷還需要克服以上因素的影響。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供的一種風力發電機組葉輪不平衡融合檢測方法，以至少解決現有的基于振動信號的監測診斷方法，測量得到的振動幅值受到風速及發電功率因素影響，導致檢測結果不準確的技術問題。

為了實現上述目的，本發明通過如下技術方案來實現：

一種風力發電機組葉輪不平衡融合檢測方法，包括如下步驟：

S1、將從振動傳感器處獲得的振動加速度測量X信號及振動加速度測量Y信號，通過低通濾波，去掉測量噪聲，再經過帶通濾波，之后成組提取1P頻率區域內振動峰值，所述振動峰值包括加速度X振動峰值和加速度Y振動峰值；

S2、基于風速測量和發電功率測量，根據振動峰值對應時刻匹配，提取時間值同時位于額定風速區間和額定功率區間的振動峰值，以及提取時間值同時位于拐點風速區間和拐點功率區間的振動峰值；

S3、針對步驟S2中得到的各組振動峰值，若所述加速度X振動峰值與所述加速度Y振動峰值相異出現次數大于N次，則進行判定：

若各組振動峰值均為加速度X振動峰值大于加速度Y振動峰值，則氣動不平衡報警；

若各組振動峰值均為加速度X振動峰值小于加速度Y振動峰值，則質量不平衡報警；

若全部振動峰值中既出現加速度X振動峰值大于加速度Y振動峰值，也出現加速度X振動峰值小于加速度Y振動峰值的情況，則進行二次判定；

若加速度X振動峰值大于加速度Y振動峰值連續出現次數大于，加速度X振動峰值小于加速度Y振動峰值連續出現次數，則氣動不平衡報警，反之質量不平衡報警。

可選地，在步驟S1中，每組所述振動峰值中加速度X振動峰值所處時間值與該組加速度Y振動峰值所處時間值偏差小于0.05毫秒。