[发明专利]一种海上风电塔架与传动链模态频率自动识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种海上风电塔架与传动链模态频率自动识别方法及系统，该方法通过导入海上风电数据，根据控制器参数表设定塔架与传动链模态理论频率，输入采样频率，传动比等，批量自动识别塔架与传动链模态频率并绘制频谱图，批量识别风电机组的模态频率并在频谱图上标记，快速判断风电机组是否出现大的振动，及时对机组进行控制维护；本发明针对海上风力发电机组塔架与传动链模态频率谐振频率多，谐振频率点间隔短的特点，提出了快速傅里叶与区域峰值结合的方法快速识别模态频率，可直接输出已经标记模态的频谱图，便于观察以及分析塔架与传动链振动情况，计算简单，运算较快，可进行批量处理，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及风电模态频率识别的技术领域，尤其是指一种海上风电塔架与传动链模态频率自动识别方法及系统。

背景技术

风力发电机组由叶片、轮毂、传动链、塔架等部件组成，结构复杂，并且各部件都有固有的谐振频率。当由环境以及叶轮旋转所激发的频率与部件的固有频率接近时，塔架与传动链会产生较大的振动，甚至导致部件损坏，因此及时识别塔架以及传动链的频率对风机的正常运行有重要影响。鉴于各个风场风力发电机组数量较多，单独对每台机组分析模态频率尤为困难，因此一种批量自动识别塔架与传动链模态频率的平台尤为重要。

发明内容

本发明目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种海上风电塔架与传动链模态频率自动识别方法及系统，该方法通过导入海上风电数据，根据控制器参数表设定塔架与传动链模态理论频率，输入采样频率，传动比等，批量绘制频谱图，自动识别塔架与传动链模态频率并在频谱图上标记，快速判断风电机组是否出现大的振动，及时对机组进行控制维护。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种海上风电塔架与传动链模态频率自动识别方法，包括以下步骤：

1)导入塔架振动数据与发电机转速数据，并设置塔架理论频率、传动链理论频率、采样频率、传动比、塔架侧向振动的变量名、塔架前后振动变量名以及发电机转速的变量名；

2)根据设置的塔架侧向振动的变量名、塔架前后振动的变量名以及发电机转速的变量名，筛选出相应的塔架振动数据和发电机转速数据，其中所述塔架振动数据包括塔架侧向振动数据的第一变量和第二变量以及塔架前后振动数据的第一变量和第二变量；

3)根据筛选出的塔架振动数据和发电机转速数据，识别塔架振动数据的模态频率以及传动链模态频率；

4)绘制塔架数据频谱图以及转速数据频谱图，并根据步骤3)得到的识别结果，在塔架数据频谱图上自动标记塔架振动数据的模态频率，在转速数据频谱图上自动标记传动链模态频率。

进一步，在步骤3)中，所述识别塔架振动数据的模态频率，包括以下步骤：

3.1)识别塔架前后振动模态频率与塔架侧向振动模态频率；

3.2)识别塔架未知模态频率。

进一步，在步骤3.1)中，包括以下步骤：

3.1.1)分别对塔架前后振动数据和塔架侧向振动数据的第一变量进行快速傅里叶变换；

3.1.2)根据设置的塔架的理论频率，分别设定塔架前后振动模态频率和塔架侧向振动模态频率的区间范围；

3.1.3)在塔架前后振动模态频率和塔架侧向振动模态频率的区间范围中，分别获取塔架前后振动数据的第一变量的振幅的最大值和振幅最大值所对应的频率，以及塔架侧向振动数据的第一变量的振幅的最大值和振幅最大值所对应的频率；

3.1.4)分别对塔架前后振动数据和塔架侧向振动数据的第二变量重复步骤3.1.1)至步骤3.1.3)的操作，获取塔架前后振动数据和塔架侧向振动数据的第二变量的振幅最大值以及最大值对应的频率；