[发明专利]风力发电机组的叶轮状态检测方法、装置及系统

说明书

本申请实施例提供了一种风力发电机组的叶轮状态检测方法、装置及系统，叶轮状态检测方法包括：获取风力发电机组叶轮的叶轮转速信号和变流器转速信号；基于叶轮转速信号和变流器转速信号之间的差异判断叶轮是否异常。本申请提供的风力发电机组的叶轮状态检测方法通过叶轮转速信号和变流器转速信号的比对处理，利用叶轮系统存在窜动或震颤的较早期失效特征，并根据叶轮转速信号和变流器转速信号之间的差异，实现叶轮系统的异常预警和健康状态监测。能够在叶轮系统出现破坏性故障之前判断出叶轮系统的健康状态，从而指导风力发电现场中的维护人员对风力发电机组进行预见性维护，提高风力发电机组的可靠性与使用效率。

技术领域

本申请涉及风力发电设备技术领域，具体而言，本申请涉及一种风力 发电机组的叶轮状态检测方法、装置及系统。

背景技术

风力发电机组上叶轮系统是风能的接收部件，包括叶片、轮毂和传动 轴等零部件。由于风向和风速大小的复杂多变性，叶轮系统的工作环境较 为恶劣，需要持续不断地经受冲击，将叶轮系统旋转轴向上的风能转变为 叶轮旋转的机械能。叶轮系统与发电机的连接通常需要使用到螺栓。叶轮 系统的在风的作用下不稳定运行，容易发生发电机螺栓松动、发电机异常振动或主轴承失效等问题，可能会导致叶轮系统在运行过程中出现异响、振动异常或窜动等现象，存在很多安全隐患，例如会造成叶轮卡死、叶轮 飞车等，这些隐患很可能会对叶片、发电机和主轴承等风力发电机组的零 部件造成较为严重的损坏。

目前，主要从故障角度判断叶轮系统的健康状态是否出现了异常。例 如，当叶轮出现卡滞时，风力发电机组的风速、转速关系会出现异常，风 力发电机组会报出大风小转速的故障。现有风力发电机组的控制程序中对 叶轮系统的异常判断是故障级别的，即叶轮系统出现明确的故障特征时， 才执行故障停机。然而，采用这种叶轮状态检测方式检测到故障时，风力发电机组当中很可能已经发生了严重问题，其中的主轴承、发电机等关键 部件已经损坏。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种风力发电机组的叶轮状态检 测方法、装置及系统，用以解决现有技术存在的叶轮状态检测不及时， 无法预防叶轮故障发生的技术问题。

第一个方面，一种风力发电机组的叶轮状态检测方法，包括：

获取风力发电机组叶轮的叶轮转速信号和变流器转速信号；

基于叶轮转速信号和变流器转速信号之间的差异判断叶轮是否异常。

在第一个方面的某些实现方式中，基于叶轮转速信号和变流器转速信 号之间的差异判断叶轮是否异常的步骤之前，包括：根据变流器转速信号， 确定变流器的转速是否处于稳定状态。

结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中， 确定变流器的转速是否处于稳定状态的步骤，包括：

确定多个变流器转速信号对应的多个变流器转速的离散度；

若离散度小于或等于预设离散度阈值，则确定变流器的转速处于稳定 状态。

结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中， 确定多个变流器转速信号对应的多个变流器转速的离散度，包括：

确定多个变流器转速信号对应的多个变流器转速的转速极差和/或转 速变异系数。

结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中， 确定多个变流器转速信号对应的多个变流器转速的转速极差，包括：从多 个变流器转速中，确定出最大变流器转速和最小变流器转速；根据最大变 流器转速和最小变流器转速，确定转速极差。

结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中， 确定多个变流器转速信号对应的多个变流器转速的转速变异系数包括：确 定出多个变流器转速的平均值和标准差；

根据平均值和标准差，确定转速变异系数。