[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010217426.8
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111237136A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊三英;趙前程
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/04;G01D21/02;G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 長沙楚為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取方法包括以下步驟：

步驟一，通過轉(zhuǎn)速傳感器檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；通過電量表檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電電量數(shù)據(jù)；通過電壓表檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓數(shù)據(jù)；

步驟二，步驟一檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電電量、發(fā)電電壓相關(guān)數(shù)據(jù)中，同時通過風(fēng)況監(jiān)測設(shè)備根據(jù)預(yù)定周期實(shí)時獲取風(fēng)況數(shù)據(jù)；

步驟三，對所述預(yù)定周期內(nèi)獲取的風(fēng)況數(shù)據(jù)進(jìn)行散點(diǎn)擬合，得到所述風(fēng)況數(shù)據(jù)的幾何中心點(diǎn)，所述幾何中心點(diǎn)用于表示最大風(fēng)能值所在位置，其中，散點(diǎn)擬合為對離散的風(fēng)況數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合，以使多個離散的風(fēng)況數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)組合成一個幾何圖形；

步驟四，將所述幾何中心點(diǎn)與目標(biāo)幾何中心點(diǎn)進(jìn)行比對，并根據(jù)比對結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略，所述目標(biāo)幾何中心點(diǎn)為預(yù)先確定的幾何中心點(diǎn)；

步驟五，進(jìn)行步驟一～步驟四后，再通過發(fā)電機(jī)監(jiān)測設(shè)備根據(jù)初始幅值和第一相位角序列向發(fā)電機(jī)繞組注入諧波，并根據(jù)所述發(fā)電機(jī)的振動加速度確定最優(yōu)相位角；

步驟六，根據(jù)所述最優(yōu)相位角和第一幅值序列向所述發(fā)電機(jī)繞組注入諧波，并根據(jù)所述發(fā)電機(jī)的振動加速度確定最優(yōu)幅值；

步驟七，根據(jù)所述最優(yōu)相位角和所述最優(yōu)幅值向所述發(fā)電機(jī)繞組注入諧波；

步驟八，通過步驟七獲得發(fā)電機(jī)振動數(shù)據(jù)后，再通過性能測試設(shè)備的光電開關(guān)對測試工位進(jìn)行檢測，在檢測結(jié)果為所述測試工位上存在電機(jī)的情況下，向可編程邏輯控制器PLC發(fā)送第一控制信號；其中，所述測試工位用于對所述電機(jī)的性能進(jìn)行測試；

步驟九，根據(jù)所述第一控制信號觸發(fā)所述可編程邏輯控制器PLC生成第二控制信號；其中，所述第二控制信號用于控制所述測試工位對所述電機(jī)進(jìn)行測試；

步驟十，將所述第二控制信號發(fā)送至所述測試工位；其中，所述測試工位根據(jù)所述第二控制信號控制所述電機(jī)動作，得到測試數(shù)據(jù)；

步驟十一，獲取所述測試工位在對所述電機(jī)進(jìn)行測試過程中產(chǎn)生的測試數(shù)據(jù)；

步驟十二，根據(jù)所述測試數(shù)據(jù)確定所述電機(jī)的性能；

步驟十三，步驟十二后，再通過壽命預(yù)測程序預(yù)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命；通過微型存儲器存儲檢測的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電量、電壓、捕獲的風(fēng)能、性能測試以及預(yù)測壽命的實(shí)時數(shù)據(jù)；

步驟十四，通過太陽能電池板為風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取系統(tǒng)供電；通過顯示器顯示檢測的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電量、電壓、捕獲的風(fēng)能、性能測試以及預(yù)測壽命的實(shí)時數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取方法，其特征在于，步驟三中，所述通過風(fēng)能捕獲程序根據(jù)風(fēng)況數(shù)據(jù)，并對該風(fēng)況數(shù)據(jù)進(jìn)行散點(diǎn)擬合，獲取該風(fēng)況數(shù)據(jù)的幾何中心點(diǎn)捕獲風(fēng)能的方法還包括：

獲取預(yù)先存儲的歷史風(fēng)況數(shù)據(jù)；

對所述歷史風(fēng)況數(shù)據(jù)進(jìn)行散點(diǎn)擬合，得到目標(biāo)幾何中心點(diǎn)；

對所述歷史風(fēng)況數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除干擾風(fēng)況數(shù)據(jù)，得到有效歷史風(fēng)況數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取系統(tǒng)方法，其特征在于，所述對所述歷史風(fēng)況數(shù)據(jù)進(jìn)行散點(diǎn)擬合，得到目標(biāo)幾何中心點(diǎn)具體包括：

將所述歷史風(fēng)況數(shù)據(jù)導(dǎo)入至極坐標(biāo)系中；

連接所述歷史風(fēng)況數(shù)據(jù)的最外圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)，得到封閉的幾何圖形，將所述幾何圖形的幾何中心點(diǎn)作為目標(biāo)幾何中心點(diǎn)。

4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取方法，其特征在于，所述將所述幾何中心點(diǎn)與目標(biāo)幾何中心點(diǎn)進(jìn)行比對，并根據(jù)比對結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略具體包括：

計算從所述極坐標(biāo)系的極點(diǎn)到幾何中心點(diǎn)的連線與到目標(biāo)幾何中心點(diǎn)的連線的夾角數(shù)值；

基于所述幾何中心點(diǎn)與目標(biāo)幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)計算相關(guān)系數(shù)；

基于所述夾角數(shù)值和相關(guān)系數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略。

5.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳感器狀態(tài)信息的提取方法，其特征在于，步驟五中，所述根據(jù)所述發(fā)電機(jī)的振動加速度確定最優(yōu)相位角，包括：

從所述第一相位角序列中確定第一相位角，并將所述第一相位角作為所述最優(yōu)相位角，所述第一相位角對應(yīng)的振動加速度小于相鄰上一相位角和相鄰下一相位角對應(yīng)的振動加速度，所述第一相位角序列為步長為第一角度差的等差數(shù)列。