[发明专利]用于风力发电机组的故障检测方法及装置

权利要求书

1.一种用于风力发电机组的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法包括：

根据所述风力发电机组的第一组运行/环境数据的实时数据确定所述风力发电机组的实时的实际风能利用系数序列；

根据所述风力发电机组的第二组运行/环境数据的实时数据确定所述风力发电机组的实时的理论风能利用系数序列；

当所述实际风能利用系数序列相对于所述理论风能利用系数序列的变化率大于变化率阈值时，确定所述风力发电机组发生故障，

其中，所述第二组运行/环境数据包括所述风力发电机组的桨距角、叶片旋转角速度和外部风速。

2.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，所述第一组运行/环境数据包括所述风力发电机组的输出功率、外部风速和外部空气密度；

根据Cp＝P/0.5πR²ρv³计算所述风力发电机组的实际风能利用系数Cp，其中，P为所述风力发电机组的输出功率，R为所述风力发电机组的叶轮半径，ρ为所述风力发电机组的外部空气密度，v为所述风力发电机组的外部风速，所述实际风能利用系数序列包含至少一个实际风能利用系数Cp。

3.根据权利要求1或2所述的故障检测方法，其特征在于，

根据计算所述风力发电机组的理论风能利用系数Cp’；

或者，根据计算所述风力发电机组的理论风能利用系数Cp’，其中

或者，根据计算所述风力发电机组的理论风能利用系数Cp’，其中，

上述各公式中，β为所述风力发电机组的桨距角，λ＝ωR/v，ω为所述风力发电机组的叶片旋转角速度，R为所述风力发电机组的叶轮半径，v为所述风力发电机组的外部风速；所述理论风能利用系数序列包括至少一个理论风能利用系数Cp’。

4.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法在所述确定所述风力发电机组发生故障的步骤之后还包括：

根据所述风力发电机组的第三组运行/环境数据和故障模型，对所述风力发电机组进行故障诊断并预警。

5.根据权利要求4所述的故障检测方法，其特征在于，所述第三组运行/环境数据至少包括如下数据之一：所述风力发电机组的输出功率、外部风速、外部空气密度、所述风力发电机组的桨距角、叶片旋转角速度、叶片表面特性数据、叶片气动性能数据、叶片振动频率和叶片载荷。

6.一种用于风力发电机组的故障检测装置，其特征在于，所述故障检测装置包括：

实际风能利用系数序列确定单元，用于根据所述风力发电机组的第一组运行/环境数据的实时数据确定所述风力发电机组的实时的实际风能利用系数序列；

理论风能利用系数序列确定单元，用于根据所述风力发电机组的第二组运行/环境数据的实时数据确定所述风力发电机组的实时的理论风能利用系数序列；以及，

故障确定单元，用于当所述实际风能利用系数序列相对于所述理论风能利用系数序列的变化率大于变化率阈值时，确定所述风力发电机组故障，

其中，所述第二组运行/环境数据包括所述风力发电机组的桨距角、叶片旋转角速度和外部风速。

7.根据权利要求6所述的故障检测装置，其特征在于，所述第一组运行/环境数据包括所述风力发电机组的输出功率、外部风速和外部空气密度；

所述实际风能利用系数序列确定单元用于根据：Cp＝P/0.5πR²ρv³计算所述风力发电机组的实际风能利用系数Cp，其中，P为所述风力发电机组的输出功率，R为所述风力发电机组的叶轮半径，ρ为所述风力发电机组的外部空气密度，v为所述风力发电机组的外部风速，所述实际风能利用系数序列包含至少一个实际风能利用系数Cp。