[发明专利]一种判断偏航轴承失效的预警方法及系统

说明书

本发明提供了一种判断偏航轴承失效的预警方法及系统，本发明通过对风机有功功率进行分箱并且拟合机舱加速度和有功功率，计算拟合直线的斜率和截距进行偏航轴承异常预警，相对于目前现有的通过计算偏航轴承各部件的载荷来预估其生命周期以及性能的变化，从而预警轴承故障问题的方法，本申请通过对偏航运行参数的分析计算，实现难度小，成本低，且评估效果有很大改善，通过失效预警，可提前发现偏航轴承的隐患及趋势，避免隐患加剧发展带来故障的发生。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别是一种判断偏航轴承失效的预警方法及系统。

背景技术

风电行业作为清洁能源在最近时期得到了快速发展，风力发电已经成为重要的电力能源解决方案。伴随风电行业快速发展的同时，风机部件的可靠性也更加重要，因部件失效带来的损失也在逐年上升。偏航轴承作为偏航系统的核心部件，若失效后不能被及时发现和检修，不仅影响风能的利用率，还可能导致高昂的维修成本和发电量损失，提前预警偏航轴承的异常问题，对于风机设备健康管理具有十分重要的意义。

由于很多风电机组没有偏航轴承直接的测点以及相关数据，例如偏航轴承振动数据、音频数据，无法直接分析偏航时偏航轴承的状态，没有偏航电机电流等数据，无法计算扭矩等。

如何建立有效便捷的预警机制，通过风机参数的计算来评估偏航轴承运行状态来尽早发现变桨轴承的异常状态，为偏航轴承预防性维护提供数据依据，减少机组带病运行的时间，从而避免机组的偏航轴承开裂导致的风电机组损坏和恶性事故发生，成为风电行业急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种判断偏航轴承失效的预警方法及系统，旨在解决现有技术中无法直接提取轴承故障特征的问题，实现提高失效预警准确度，降低分析成本，提前发现偏航轴承隐患。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种判断偏航轴承失效的预警方法，所述方法包括以下操作：

读取每台机组一段时间的采集数据，并进行数据预处理，作为训练数据；

以有功功率为单位分箱计算机舱加速度的均值，并采用线性回归拟合训练数据的有功功率和机舱加速度的均值，获取斜率阈值和截距阈值；

采用线性回归拟合测试数据的有功功率、机舱加速度均值，获取当前测试数据拟合直线的斜率和截距；

当拟合直线的斜率小于斜率阈值且截距大于截距阈值时，进行偏航轴承失效预警。

优选地，所述采集数据的字段信息包括：时间、风机编号、有功功率、偏航速度以及机舱加速度。

优选地，所述预处理包括过滤掉空值数据、偏航速度为0m/s的数据以及有功功率小于20kW的数据。

本发明还提供了一种判断偏航轴承失效的预警系统，所述系统包括：

数据处理模块，用于读取每台机组一段时间的采集数据，并进行数据预处理，作为训练数据；

参数阈值获取模块，用于以有功功率为单位分箱计算机舱加速度的均值，并采用线性回归拟合训练数据的有功功率和机舱加速度的均值，获取斜率阈值和截距阈值；

当前参数获取模块，用于采用线性回归拟合测试数据的有功功率、机舱加速度均值，获取当前测试数据拟合直线的斜率和截距；

失效预警模块，用于当拟合直线的斜率小于斜率阈值且截距大于截距阈值时，进行偏航轴承失效预警。

优选地，所述采集数据的字段信息包括：时间、风机编号、有功功率、偏航速度以及机舱加速度。

优选地，所述预处理包括过滤掉空值数据、偏航速度为0m/s的数据以及有功功率小于20kW的数据。

本发明还提供了一种判断偏航轴承失效的预警设备，包括：