[發(fā)明專利]基于SCADA系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011211741.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112347634A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌斌;歐陽(yáng)華;李秀珍;李潤(rùn)旭;程文濤;楊劍飛;宋婷;梁瑞利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q10/00;F03D17/00;G06F119/04
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

基于SCADA系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)方法，先通過各類型傳感器收集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)的流量和壓力參數(shù)數(shù)據(jù)，并將流量和壓力參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)到變槳控制器PLC，再通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組SCADA系統(tǒng)儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)變槳角度和變槳速率下的各液壓元件的流量和壓力參數(shù)數(shù)據(jù)；同時(shí)根據(jù)這些SCADA系統(tǒng)收集的大數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)模型，并對(duì)液壓元件故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前預(yù)警進(jìn)行預(yù)先維護(hù)。本發(fā)明通過收集的大數(shù)據(jù)對(duì)各液壓元件使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，制定預(yù)先制定預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃，確定系統(tǒng)保養(yǎng)和修理的時(shí)間、內(nèi)容、方式，將狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障預(yù)測(cè)、維修決策支持和維修活動(dòng)于一體，實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)部件的故障預(yù)測(cè)方法，尤其是指一種基于SCADA系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)方法，該種基于SCADA系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)方法可以對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障原因和失效零部件進(jìn)行預(yù)測(cè)，并預(yù)測(cè)零部件壽命；屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組部件控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電是指把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能。風(fēng)能是一種清潔無公害的可再生能源能源，因此風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源發(fā)電，目前越來越受到世界各國(guó)的高度關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在近些年以來有著快速的發(fā)展。但是另一方面，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備，為了保證整套系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要實(shí)時(shí)對(duì)整個(gè)個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；其中，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)是主要內(nèi)容之一；由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障模式多且發(fā)生頻率高，而現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)一般對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的整體功能性的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的壓力、液壓油溫度和油箱定值液位等，控制程序也只進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯判斷，無法直接確定導(dǎo)致系統(tǒng)故障發(fā)生的原因和故障零部件，缺少對(duì)各個(gè)系統(tǒng)組成的液壓元件狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，需要維護(hù)人員進(jìn)行維修檢查排除，缺少智能檢查與自主判斷；導(dǎo)致其故障發(fā)生的發(fā)生原因和具體損壞的零部件難以快速準(zhǔn)確的判斷，造成變槳故障維護(hù)工時(shí)較長(zhǎng)，操作復(fù)雜，對(duì)運(yùn)維人員知識(shí)水平和操作技能要求高。同時(shí)由于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)維護(hù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按規(guī)定的時(shí)間間隔進(jìn)行停機(jī)檢查和更換零部件，存在維護(hù)周期難以把控，零部件更換不合理等問題。

而傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按規(guī)定的時(shí)間間隔進(jìn)行周期性定檢定維和零部件更換，存在沒達(dá)到使用壽命之前就進(jìn)行了更換情況，存在經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)和維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)的矛盾；同時(shí)在液壓變槳系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)生故障后只有維護(hù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修排除后才確定哪些液壓元件需要更換，備件到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后才能進(jìn)行維修更換，造成停機(jī)維護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)等問題，因此很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。

通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術(shù)的專利文獻(xiàn)報(bào)道，但有與本發(fā)明有一定關(guān)系的論文和專利文獻(xiàn)報(bào)道，主要有以下幾個(gè)：

1、專利號(hào)為CN201310182102.5，名稱為“基于模糊Petri網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障診斷方法”，申請(qǐng)人為：華北電力大學(xué)的發(fā)明專利，該專利公開了一種基于模糊Petri網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障診斷方法，屬于風(fēng)電機(jī)組液壓變槳系統(tǒng)故障診斷技術(shù)領(lǐng)域。確定頂事件，再找出事件發(fā)生的直接原因，依此類推，直到找出導(dǎo)致系統(tǒng)故障的最底層原因，建立液壓變槳距系統(tǒng)故障Petri網(wǎng)模型；由各庫(kù)所間關(guān)系獲得液壓變槳系統(tǒng)各故障庫(kù)所的可達(dá)集合等；分析故障庫(kù)所的立即可達(dá)集合等，根據(jù)模糊產(chǎn)生式規(guī)則、變遷觸發(fā)規(guī)則和模糊推理算法，確定故障產(chǎn)生原因及故障庫(kù)所可信度，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組液壓變槳距系統(tǒng)的故障診斷。

2、專利號(hào)為CN201910865007.2，名稱為“一種適用于液壓變槳系統(tǒng)的安全保護(hù)裝置”，申請(qǐng)人為：上海電氣風(fēng)電集團(tuán)股份有限公司的發(fā)明專利，該專利公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓變槳系統(tǒng)的泄漏檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)，控制器實(shí)時(shí)計(jì)算液壓變槳系統(tǒng)中液壓油缸、液壓油箱和蓄能器的總油量，如果液壓油缸、液壓油箱和蓄能器的總油量減少，則排空蓄能器油液，進(jìn)一步計(jì)算液壓油缸和液壓油箱的總油量，如果液壓油缸和液壓油箱的總油量無變化，則判斷蓄能器漏氣，液壓變槳系統(tǒng)無管路泄露，如果液壓油缸和液壓油箱的總油量減少，則判斷液壓變槳系統(tǒng)管路泄露。