[发明专利]风电机组运行状态阈值曲线确定方法、评价方法及系统

说明书

本发明提供了一种风电机组运行状态阈值曲线确定方法、评价方法及系统，包括：在风电机组运行期间，采集风电机组的选定部件的运行参量数据和环境参量数据；基于所述环境参量数据和所述风电机组选定部件，从基于机型设计仿真数据确定的风电机组运行状态阈值曲线或基于样机测试数据确定的风电机组运行状态阈值曲线中选择阈值曲线；基于所述阈值曲线与所述运行参量数据对所述风电机组运行状态进行评价；从而对风电机组的运行状态进行实时评价，提高了评估效率和准确性；建立风电机组运行状态评价与分析方法对确保风电机组安全、可靠、稳定运行具有重要的价值。

技术领域

本发明涉及风电机组和控制技术领域，具体涉及一种风电机组运行状态阈值曲线确定方法、评价方法及系统。

背景技术

较早时期，专家或者技术人员根据经验，对机组设备在运行过程中的肉眼观察到的特征如振动、噪声、温度等数据来确定设备的运行状态。这种方式属于人工诊断，只能把设备状态简单的判别为正常或故障，且受个人的经验、主观因素等影响，诊断准确率不高。随着机组结构复杂度不断增加，人工诊断已经无法满足风电机组评价的需求。

风电机组在线监测和状态评估已经引起国内外研究人员和工程师的重视，目前在工程中得到推广应用的技术主要通过监测关键部件的状态监测信息数据，运用特定的数据处理和故障诊断方法，对风电机组运行过程中的健康状态进行评价。

当前大多数针对大型风电机组运行状态评价的技术，都是状态监测技术，主要通过对关键部件安装监测装置或传感器采集运行过程中的信号来实现，例如塔筒、叶片、变桨轴承、偏航轴承、主轴、齿轮箱、发电机等部件的受力、应变、温度、振动等状态的监测。

随着风电产业的快速发展，风力发电机组的单机容量的成大型化发展趋势。风电场也由陆地向海上发展。当前，中国风电机组产品形成较为完整的序列，国内最大容量10MW机组已经下线。风电机组设计寿命一般为20~25年，由于实际运行环境与设计参量存在一定的差异，风电机组的实际运行状态不能够完全满足设计中的理想模型。另外，对于海上风电机组，由于复杂的运行环境、苛刻的检修条件和更高的运维成本，风电机组的运行状态评价将更为得到重视。

风电场地处偏僻，分布范围广，且机舱高度一般几十米甚至更高，一旦发生故障将难以及时发现并维修，随之也增加运维成本，造成了经济损失。为了保障风电机组的安全稳定运行，降低机组故障率，降低风电机组运维成本，提高风力发电机组的利用率、可靠性以及寿命显得越来越重要，风电机组状态监测信息是客观有效反映风电机组的运行状态的直接依据。

发明内容

为了解决现有风电机组运行状态评估的不足，本发明提供一种风电机组运行状态阈值曲线确定方法，包括：

将风电机组设计风速区间划分为多个理想风速；

基于每个理想风速分别生成多个湍流风；

对各理想风速、各理想风速对应的多个湍流风，分别利用所述风电机组仿真方法对所述风电机组进行计算，得到各理想风速下风电机组以及各选定部件对应的理想风速下的仿真结果和各湍流风速下的仿真结果；

基于所有理想风速下的仿真结果和所有湍流风速下的仿真结果的相关性确定运行评价系数，根据运行系数分布情况确定阈值曲线。

优选的，所述基于每个理想风速分别生成多个湍流风，包括：

对每个理想风速，使用设计风速的湍流系数和剪切指数，生成多个随机湍流风文件。

优选的，所述对各理想风速、各理想风速对应的多个湍流风，分别利用所述风电机组仿真方法对所述风电机组进行计算，得到各理想风速下风电机组以及各选定部件对应的理想风速仿真结果和各湍流仿真结果，包括：

基于所述风电机组仿真模型，将各理想风速输入所述风电机组仿真模型进行仿真计算，得到风电机组以及各部件在各理想风速下的第一时序仿真结果；