[發明專利]一種風電機組低速軸扭矩監控方法、裝置及設備

在審

• 申請號: 202310076793.4
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN116085192A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 黃輝;鄧雨;陳繼康;文華;伍偉
• 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: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D17/00
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 周維鋒

本發明涉及風力發電機組載荷監控技術領域，具體涉及一種風電機組低速軸扭矩監控方法、裝置及設備。通過獲取葉根載荷和機組狀態參數，進而獲得低速軸扭矩載荷理論值，對低速軸扭矩載荷理論值進行誤差補償，獲得低速軸扭矩載荷值。這樣，不需要在低速軸處安裝傳感器，根據葉根載荷和機組狀態參數即可獲得低速軸的扭矩載荷值，從而能夠實現對風電機組服役狀態下的低速軸扭矩的實時監控。同時，根據低速軸扭矩載荷值對風電機組進行逐級降容保護，保障了風電機組的安全運行，提高了風電機組的安全性。

技術領域

本發明涉及風力發電機組載荷監控技術領域，具體涉及一種風電機組低速軸扭矩監控方法、裝置及設備。

背景技術

為適應風電產業平價上網政策的要求，風電機組設計開發在不斷突破原有設計方法和設計邊界，一方面需要實現產品性能的提升和成本的壓縮，另一方面還需要切實保證產品質量安全。在此行業發展和產品技術突飛猛進的大背景下，首要責任是保障機組在全壽命周期安全穩定運行，而低速軸處的扭矩載荷極大反映了機組傳動系統關鍵零部件的運行情況，因此實時監控并實時掌握風電機組服役狀態下低速軸處的受載情況至關重要。

傳統基于實測結果的低速軸處載荷，需要直接在受測位置，即低速軸處安裝傳感設備，此方案安裝成本較高，且由于安裝條件的受限，僅可在樣機中完成測試，不具備批量實施的可行性，無法對風電機組服役狀態下的低速軸扭矩進行實時監控。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提出一種風電機組低速軸扭矩監控方法、裝置及設備，以能夠對風電機組服役狀態下的低速軸扭矩進行實時監控，提高風電機組的安全性。

第一方面，本發明提供一種風電機組低速軸扭矩監控方法。

在第一種可實現方式中，一種風電機組低速軸扭矩監控方法包括：

獲取葉根載荷和機組狀態參數；

將葉根載荷和機組狀態參數輸入低速軸扭矩載荷模型，獲得低速軸扭矩載荷理論值；

對低速軸扭矩載荷理論值進行誤差補償，獲得低速軸扭矩載荷值；

根據低速軸扭矩載荷值對風電機組進行逐級降容保護。

結合第一種可實現方式，在第二種可實現方式中，將葉根載荷和機組狀態參數輸入低速軸扭矩載荷模型，獲得低速軸扭矩載荷理論值，包括：

根據葉根載荷和機組狀態參數獲取備選低速軸扭矩理論值；

根據葉片變槳角度對備選低速軸扭矩理論值進行載荷補償，獲得低速軸扭矩理論值。

結合第一種可實現方式，在第三種可實現方式中，對低速軸扭矩載荷理論值進行誤差補償，獲得低速軸扭矩載荷值，包括：

獲取機組出口功率、三葉片槳距角平均值、發電機轉速、三葉片葉根彎矩；

將機組出口功率、三葉片槳距角平均值、發電機轉速和三葉片葉根彎矩輸入預設的低速軸扭矩誤差模型，獲得低速軸扭矩載荷誤差值；根據低速軸扭矩載荷誤差值和低速軸扭矩載荷理論值獲取低速軸扭矩載荷值。

結合第三種可實現方式，在第四種可實現方式中，低速軸扭矩誤差模型通過以下方式獲得：

獲取樣本數據集，并將樣本數據集按照預設比例分為測試集和訓練集；

對測試集和訓練集中的數據進行歸一化處理；

根據訓練集對初始BP神經網絡模型進行梯度下降訓練，獲得備選低速軸扭矩誤差模型；

根據測試集對備選低速軸扭矩誤差模型進行測試，獲得低速軸扭矩誤差模型。

結合第一種可實現方式，在第五種可實現方式中，根據低速軸扭矩載荷值對風電機組進行逐級降容保護，包括：