[發明專利]光纖光柵式風電機組變槳法蘭、葉片智能診斷方法及系統

有效

• 申請號: 202111421314.5
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN113915077B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 李仁堂;李華新;夏暉;馮江哲;胡鵬;肖劍;劉歡
• 申請（專利權）人: 龍源（北京）風電工程技術有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 黨小林

1.一種光纖光柵式風電機組變槳法蘭、葉片智能診斷方法，其特征在于，包括：

獲取葉片的應力監測數據及變槳法蘭的位移監測數據；

根據獲取到的應力監測數據對葉片進行故障診斷，包括根據應力監測數據，執行葉片氣動不平衡指標提??；根據應力監測數據，執行葉片質量不平衡指標提??；根據應力監測數據，執行葉片損傷鑒定；

對位移監測數據進行螺栓裝填監測，判斷當前變槳法蘭螺栓是否出現松動或者斷裂；

所述根據應力監測數據，執行葉片氣動不平衡指標提取，包括：對三只葉片90°、270°方向的光纖光柵應變傳感數據進行計算；先計算一個方向的氣動不平衡指標：獲取三只葉片某一方向光纖光柵應變傳感數據；對光纖光柵應變傳感數據取均方根值；對三只葉片的均方根值計算平均值，并根據平均值計算該方向的氣動不平衡指標；再計算另一方向的氣動不平衡指標；對兩個方向的氣動不平衡指標取算術平均；根據歷史運行數據，統計歸納葉片氣動不平衡指標越限閾值；將算術平均與氣動不平衡指標越限閾值進行比較，判斷葉片是否存在氣動不平衡；

根據應力監測數據，執行葉片質量不平衡指標提取，包括：對三只葉片0°、180°方向的光纖光柵應變傳感數據進行計算；先計算一個方向的葉片質量不平衡指標：獲取三只葉片某一方向光纖光柵應變傳感數據；計算光纖光柵應變傳感數據的均方根值；計算均方根值的平均值，并提取葉片質量不平衡指標；計算另一方向葉片質量不平衡指標；對兩個方向葉片質量不平衡指標取算術平均；根據歷史運行數據，計算一段時間內的葉片質量不平衡的最大值的平均值，認為該指標即為葉片質量不平衡指標越限閾值；將算術平均與葉片質量不平衡指標越限閾值進行比較，判斷是否存在葉片質量不平衡；

根據應力監測數據，執行葉片損傷鑒定，包括：利用0°、180°光纖光柵應變傳感數據進行計算；先計算一方向的葉片損傷總畸變：獲取三只葉片光纖光柵某一方向應變傳感數據；對應變傳感數據進行快速傅里葉變換，得到三只葉片監測數據的頻譜；根據風電機組葉片損傷發生機理，分別計算0.5-1Hz葉片頻譜能量總值，該能量定義為葉片損傷總畸變；再計算另一方向的葉片損傷總畸變；根據歷史運行數據，計算一段時間內的葉片損傷總畸變的最大值的平均值，認為該指標即為葉片損傷指標越限閾值；根據可靠性設計原則，若一個方向的葉片損傷總畸變大于或者等于越限閾值的1.5倍，則認為葉片存在損傷；

對位移監測數據進行螺栓裝填監測，判斷當前變槳法蘭螺栓是否出現松動或者斷裂，包括：獲取三個葉片變槳法蘭0°、180°方向光纖光柵位移監測數據；根據歷史觀測數據，統計一段時間內的極大值a及極小值b，并計算其平均值，得到其基礎越上限閾值及越下限閾值；根據可靠性設計原則，在設備穩定運行階段，當極大值a大于越上限閾值的k₁倍或者極小值a小于越下限閾值的k₁倍，認為螺栓松動；當極大值a大于越上限閾值的k₂倍或者極小值a小于越下限閾值的k₂倍，認為螺栓斷裂；獲取三個葉片變槳法蘭90°、270°方向光纖光柵位移監測數據；根據歷史觀測數據，統計一段時間內的平均值，得到90°、270°方向基礎越限閾值；在設備穩定運行階段，當90°方向均值λ大于越限閾值λ₁的k₁倍或者270°方向小于越限閾值λ₂的k₁倍，當90°方向均值λ大于越限閾值λ₁的k₂倍或者270°方向小于越限閾值λ₂的k₂倍，認為螺栓斷裂。

2.一種光纖光柵式風電機組變槳法蘭、葉片智能診斷系統，其特征在于，包括：

一個或多個處理器；

存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，

當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執行，使得所述一個或多個處理器實現根據權利要求1所述的光纖光柵式風電機組變槳法蘭、葉片智能診斷方法。