[发明专利]一种基于电流波形相似度的发电机故障诊断系统及方法

说明书

本发明提供的一种基于电流波形相似度的发电机故障诊断系统及方法，包括以下步骤：步骤1，获取发电机定子三相电流的波形数据，并对三相电流的波形数据进行归一化处理，得到归一化处理后的波形数据；步骤2，从步骤1中得到的归一化处理后的波形数据中分别获取设定时间内的A相电流的波形数据和B相电流的波形数据，分别记为时间序列A和时间序列B；步骤3，计算时间序列B和时间序列A之间的相似度；步骤4，根据步骤3中得到的相似度判断发电机状态；本发明针对风电机组电气监测参量变化复杂快速、特征量提取不易等特点；利用采集电流波形相似度实时反映风电机组设备状态，分析设备故障概率。

技术领域

本发明是一种应用于风电机组电气/机械故障的诊断方法，具体涉及一种基于电流波形相似度的发电机故障诊断系统及方法。

背景技术

风电机组运行工况较为复杂，常常面临高温、高湿、盐雾腐蚀、雷电等更加复杂的环境条件，风电功率波动剧烈。其故障表现形式与运行状态密切相关，实现故障辨识具有一定的难度，因此，必须掌握有效的风电机组部件故障特征提取方法，才可以提高机组的故障诊断和状态预测精度，预先判断机组健康衰退趋势，合理调整运行并安排维修，对提高风电机组运行安全性和可靠性，降低运行与维护费用。传统电流波形分析采用快速傅里叶变换、小波变换、小波基函数等手段频域获取电流信息。然而频域分析仍然存在频谱泄漏、分辨率受限、频谱模糊、小波基函数选择对分析结果影响大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电流波形相似度的发电机故障诊断系统及方法，解决了现有技术中存在的上述不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种基于电流波形相似度的发电机故障诊断方法，包括以下步骤：

步骤1，获取发电机定子三相电流的波形数据，并对三相电流的波形数据进行归一化处理，得到归一化处理后的波形数据；

步骤2，从步骤1中得到的归一化处理后的波形数据中分别获取设定时间内的A相电流的波形数据和C相电流的波形数据，分别记为时间序列A和时间序列C；

步骤3，计算时间序列C和时间序列A之间的相似度；

步骤4，根据步骤3中得到的相似度判断发电机状态。

优选地，步骤3中，计算时间序列C和时间序列A之间的相似度，具体方法是：

S31，分别计算得到的矩阵D规整路径的最小规整路径距离、时间序列A的最小规整路径距离，以及时间序列A与噪声波形之间的最小规整路径距离；

S32，将得到的矩阵D规整路径的最小规整路径距离、时间序列A与自身之间的最小规整路径距离，以及时间序列A与噪声波形之间的最小规整路径距离进行标准化处理，得到标准化后的距离；

S33，根据标准化后的距离计算时间序列C和时间序列A之间的相似度。

优选地，S31中，计算得到的矩阵D规整路径的最小规整路径距离，具体方法是：

S311，利用时间序列A和时间序列C构建矩阵D；

S312，对得到的矩阵D进行规整路径处理，得到多条规整路径；

S313，根据得到的多条规整路径计算得到的矩阵D规整路径的最小规整路径距离。

优选地，S311中，利用时间序列A和时间序列C构建矩阵D，具体方法是：

利用动态时间归整方法对齐时间序列A与时间序列C，得到矩阵D。

优选地，S31中，计算时间序列A与自身之间的最小规整路径距离，具体方法是：

利用动态时间归整方法对齐时间序列A与时间序列A，得到矩阵D1；