[发明专利]叶片振动监测方法及其装置

说明书

本公开提供了一种叶片振动监测方法及其装置。所述叶片振动监测方法包括：获取风力发电机组的当前叶轮转速以及与所述当前叶轮转速相应的固有频率；当所述当前叶轮转速大于并网转速时，基于所述当前叶轮转速和所述固有频率来确定叶片的健康因子；通过对所述健康因子与所述当前叶轮转速下的预警限值进行比较来确定叶片是否振动异常。

技术领域

本公开涉及风力发电技术领域，更具体地，本公开涉及一种风力发电机组的叶片振动监测方法及其装置。

背景技术

风电技术已经成为新能源结构中重要组成部分，然而装机容量的不断增加，风机结构尺寸的变大，导致风电行业面临运维成本不断增高。随着智慧化风场的推进，叶片监测需求增加。

目前，风力发电机组的叶片振动在线监测系统是通过采集叶片的振动信号，利用动力学特性，根据结构损伤、结冰、平衡性因素等对叶片固有频率和动态响应的影响，来探测叶片状态的变化。然而风力发电机组在运行过程中，受离心力影响，叶片刚度增大，导致叶片固有频率升高，进而影响机组的状态判断。

发明内容

本公开的示例性实施例提供了一种叶片振动监测方法及其装置，至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题，并且提供下述的有益效果。

本公开的一方面在于提供一种风力发电机组的叶片振动监测方法，所述方法可以包括：获取风力发电机组的当前叶轮转速；当当前叶轮转速大于并网转速时，获取与当前叶轮转速相应的固有频率，并且基于当前叶轮转速和固有频率来确定叶片的健康因子；通过对健康因子与当前叶轮转速下的预警限值进行比较来确定叶片是否振动异常，其中，健康因子为固有频率的特性代表值。固有频率可以是低阶固有频率。

获取风力发电机组的当前叶轮转速和相应的固有频率的步骤可以包括：获取风力发电机组的叶片振动数据；对叶片振动数据进行预处理；从经预处理的叶片振动数据提取当前叶轮转速和相应的固有频率，其中，叶片振动数据可以包括风力发电机组的叶片的挥舞振动信号和摆振振动信号中的至少一种。

对叶片振动数据进行预处理的步骤可以包括对叶片振动数据进行快速傅里叶变换。

所述方法还可以包括：根据风力发电机组在正常运行状态下的叶片振动数据来建立叶片振动预警线；基于当前叶轮转速使用叶片振动预警线来计算当前叶轮转速下的预警限值。

建立叶片振动预警线的步骤可以包括：获取风力发电机组在正常运行状态下的预定时间段的叶片振动数据；基于叶片振动数据获得叶轮转速以及相应的健康因子；基于叶轮转速以及相应的健康因子来建立叶片振动基准线；根据叶片振动基准线、叶片参数和风力发电机组的运行数据来建立叶片振动预警线。

建立叶片振动基准线的步骤可以包括：根据叶轮转速与相应的健康因子的关系采用拟合方法来获得叶片振动基准线。

本公开的另一方面在于提供一种风力发电机组的叶片振动监测装置，所述装置可以包括：数据获取模块，用于获取风力发电机组的当前叶轮转速以及与当前叶轮转速相应的固有频率；以及数据处理模块，用于：当当前叶轮转速大于并网转速时，基于当前叶轮转速和固有频率来确定叶片的健康因子；通过对健康因子与当前叶轮转速下的预警限值进行比较来确定叶片是否振动异常，其中，健康因子为固有频率的特性代表值，固有频率可以是低阶固有频率。

数据获取模块可以获取风力发电机组的叶片振动数据，对叶片振动数据进行预处理，从经预处理的叶片振动数据提取当前叶轮转速和相应的固有频率，其中，叶片振动数据可以包括风力发电机组的叶片的挥舞振动信号和摆振振动信号中的至少一种。

数据获取模块可以对叶片振动数据进行快速傅里叶变换。

数据处理模块可以根据风力发电机组在正常运行状态下的叶片振动数据来建立叶片振动预警线，基于当前叶轮转速使用叶片振动预警线来计算当前叶轮转速下的预警限值。