[發明專利]一種風力發電機傳感器狀態信息的提取方法及系統

在審

• 申請號: 202010217426.8
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111237136A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 楊三英;趙前程
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/04;G01D21/02;G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發明屬于風力發電機技術領域，公開了一種風力發電機傳感器狀態信息的提取方法及系統，風力發電機傳感器狀態信息的提取系統包括：轉速檢測模塊、電量檢測模塊、電壓檢測模塊、中央控制模塊、風能捕獲模塊、振動消除模塊、性能測試模塊、壽命預測模塊、數據存儲模塊、供電模塊、顯示模塊。本發明通過風能捕獲模塊可以降低葉輪未正對迎風面而產生的風機載荷增加和尾流效應，減少風力發電機組故障及維護成本；同時，通過振動消除模塊能夠自動向發電機繞組中注入不同相位角和不同幅值的諧波，確定出最優相位角和最優幅值，并向發電機繞組注入由最優相位角和最優幅值確定的諧波，從而解決發電機振動的問題，極大地提高了振動消除效率。

技術領域

本發明屬于風力發電機技術領域，尤其涉及一種風力發電機傳感器狀態信息的提取方法及系統。

背景技術

風力發電機是將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能，發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。廣義地說，風能也是太陽能，所以也可以說風力發電機，是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發電機。然而，現有風力發電機傳感器狀態信息的提取方法及系統通過風向標不能準確的采集到當前風速和風向，無法捕獲到最大風能；同時，發電機繞組數量的增加不可避免地會帶來發電機振動的問題，使得發電機容易過早出現疲勞載荷或者螺絲松動現象，不僅會降低發電機的壽命，而且影響風力發電機組的安全運行。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)現有風力發電機傳感器狀態信息的提取方法及系統通過風向標不能準確的采集到當前風速和風向，無法捕獲到最大風能。

(2)現有技術中，發電機繞組數量的增加不可避免地會帶來發電機振動的問題，使得發電機容易過早出現疲勞載荷或者螺絲松動現象，不僅會降低發電機的壽命，而且影響風力發電機組的安全運行。

(3)現有技術中的采用人工方式對電機性能進行測試導致測試可靠性較低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種風力發電機傳感器狀態信息的提取方法及系統。

本發明是這樣實現的，一種風力發電機傳感器狀態信息的提取方法，包括以下步驟：

步驟一，通過轉速傳感器檢測風力發電機轉速數據；通過電量表檢測風力發電機發電電量數據；通過電壓表檢測風力發電機發電電壓數據；

步驟二，步驟一檢測風力發電機轉速、發電電量、發電電壓相關數據中，同時通過風況監測設備根據預定周期實時獲取風況數據；

步驟三，對所述預定周期內獲取的風況數據進行散點擬合，得到所述風況數據的幾何中心點，所述幾何中心點用于表示最大風能值所在位置，其中，散點擬合為對離散的風況數據的數據點進行擬合，以使多個離散的風況數據的數據點組合成一個幾何圖形；

步驟四，將所述幾何中心點與目標幾何中心點進行比對，并根據比對結果執行相應的風力發電機控制策略，所述目標幾何中心點為預先確定的幾何中心點；

步驟五，進行步驟一～步驟四后，再通過發電機監測設備根據初始幅值和第一相位角序列向發電機繞組注入諧波，并根據所述發電機的振動加速度確定最優相位角；

步驟六，根據所述最優相位角和第一幅值序列向所述發電機繞組注入諧波，并根據所述發電機的振動加速度確定最優幅值；

步驟七，根據所述最優相位角和所述最優幅值向所述發電機繞組注入諧波；