[发明专利]一种基于寿命评估的自适应共振转速控制方法

说明书

一种基于寿命评估的自适应共振转速控制方法，对振动数据进行处理获得共振风险频率对应的振动量级；对后续振动信号进行FFT，识别峰峰值振幅和次峰值对应的频率，若该频率不在风险频率±10％范围内，更新共振风险频率表；基于共振风险频率表分析后续振动信号的峰峰值振幅和次峰值振幅，当振动振幅超过振动阈值，进行自适应跳转速控制；实时评估振动疲劳损伤D的大小，当D小于设计值，增大振动监控阈值，当D大于设计值，缩小振动监控阈值；本发明解决常规主动跳转速控制策略带来的机组发电量损失以及对高柔塔、柔柔塔应用的不足，同时能够用于解决塔架异常共振产生的问题，放开了塔架加速度的限制，无需增加额外传感器的同时提升1％左右发电量。

技术领域

本发明属于风电机组健康状态监测评估技术领域，具体涉及一种基于寿命评估的自适应共振转速控制方法。

背景技术

随着风电资源的不断大规模开发，现有的风资源较好的地区已经基本或者接近开发完成。在大量风资源较差地区，提高轮毂中心高度可以有效的减少风切变影响，提高发电量，所以高塔架技术成为目前的一个重要的发展方向。钢柔塔是其中的一个重要发展方向，其具有结构简单，生产工艺简单，运输维护方便的优势，但是因为其塔架整体刚度低，容易出现塔架一阶、二阶与整机1P、2P、3P甚至到6P的共振，对整机的稳定性和寿命具有非常大的影响。

对于常规钢塔塔架，也存在塔架一阶固有频率和转速产生共振的现象，常用的控制方式是根据仿真分析和系统辨识结果，确定塔架一阶固有频率。在机组控制策略中，设置共振转速范围，此范围一般为塔架一阶频率加减10％。当机组运行转速达到该范围时候，通过控制叶轮转速，令其快速通过该转速区域，该方法为根据转速主动进行跳转速控制。该控制策略原理简单易于实现，在普通柔塔上已经有了广泛而成熟的应用。但是在更高的柔塔和柔柔塔上，该主动跳转速的方法存在一些缺陷：对于高柔塔，发生塔架共振的频率方位扩大，可能塔架二阶和转速3P、4P、5P、6P等发生共振；因为共振方位扩大，频繁的跳转速会带来发电量的损失；多个共振带的存在，控制策略的设置会比较复杂；常规的系统识别中，不容易识别出的塔架更高阶的振动特性；对于柔塔，在整机运行工况中，除了转频，其他的整机运行频率也可能激起塔架共振。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种基于寿命评估的自适应共振转速控制方法，该方法能够用于解决高柔塔、柔柔塔异常共振而导致的安全问题；通过振动损伤累加计算来自适应调整跳转速控制阈值，解决常规主动跳转速控制策略带来的机组发电量损失问题。

为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于寿命评估的自适应共振转速控制方法，包含如下三大步骤：

步骤S1，振动强度识别；

步骤S2，自适应跳转速控制；

步骤S3，自适应振动阈值实时调整。

所述步骤S1，根据仿真结果或者系统辨识结果设置好所需监控的塔架共振风险频率表，进行多路带通滤波，对滤波后的信号进行间隔时间的均值求解，获得风险频率对应的振动量级；对振动信号进行FFT，识别峰峰值振幅和次峰值振幅对应的频率，如果该频率不在风险频率容许偏离范围内，按照最新的频率更新需监控的共振风险频率表。

所述步骤S2自适应跳转速控制；具体为：