[发明专利]一种风电场风速传感器故障诊断方法、装置

说明书

本发明涉及一种风电场风速传感器故障诊断方法、装置，该方法包括：对风电场机组进行故障互诊群落划分；在故障互诊群落中分别对机组对应的风速传感器进行故障诊断，包括：获取故障互诊群落中风速传感器的风速时序流，确定群落内存在风速异常数据的时间区间，定位存在风速异常数据的时间区间内发生故障的风速传感器。与现有技术相比，本发明具有故障诊断精确度高、误检和漏检率低等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风电场风速传感器故障诊断方法、装置。

背景技术

双碳目标驱动下，以风能为代表的可再生能源因其清洁、无污染、储量丰富，且开发技术成熟、成本较低等优势，已逐渐成为我国发展新型能源产业、降低碳排量的重要手段。风速对于风机优化控制、并网调度极为重要，测量风速失准不仅影响风电机组的发电效率，严重时还可能造成机组损坏。风速传感器典型故障可归纳为以下几个方面：

(1)破坏性故障：传感器退出运行或系统无风速信号输入，风速数据缺测、漏测，例如：风速传感器供电线路损坏，造成风速传感器的供电电压不稳定，风速数据缺测；

(2)非破坏性故障：传感器故障运行，测量数据偏移正常值，例如：受雷暴、鸟类撞击等因素影响，风速传感器风杯或转动轴发生变形，造成传感器转动卡滞、不灵活等问题，测量数据长期失准；

(3)演化性故障：风速传感器长期运行于恶劣环境、复杂气候条件下，故障的严重程度伴随着外界影响逐步加重，故障状态处于长期的发展过程。例如：暴风、暴雨、冰雹等天气会对转动轴承的润滑油性能造成影响，并伴随着时间的积累逐渐衰减，润滑油若涂抹不均或长时间未补充，容易造成轴承转动不灵活，测风数据逐步失准。

研究风速传感器运行状态实时监测技术，对于保证机组运行的安全性、稳定性和经济性具有重要意义。典型的风速传感器状态监测主要从以下三个方向展开研究：(1)多变量关联分析法，其基本原理是组建风电机组主轴转速、发电机功率、桨距角等运行参数与风速的多维非线性映射模型推算有效输入风速，这类方法在机组按固定的控制运行策略情形下表现较好，映射误差较低，但在机组动态优化控制下，其准确性与计算量均面临挑战。(2)传感器冗余法，在单台风电机组上同时安装多台风速传感器，通过对多台传感器测量数据进行统计对比分析检测故障传感器，然而，已投运的大多数风电机组只设计一台风速传感器，安装额外传感器需要增加相应的投入成本，安装过程需要对机组额外开孔，机组的密封性会受到严峻挑战，尤其是海上风电场，机组长期运行于复杂多变环境下，机组的密封和绝缘要求更高，工程可行性和经济性都不太理想。(3)历史数据统计方法，结合数理统计方法计算特定位置的期望风速，通过期望风速与实际测量风速的横向比对完成对传感器的故障诊断，基于统计的方法因其经济性和可行性较高，具有一定的工程应用价值，然而，基于历史数据的统计方法误差相对较大，容易产生误检、漏检现象。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种风电场风速传感器故障诊断方法、装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种风电场风速传感器故障诊断方法，该方法包括：

对风电场机组进行故障互诊群落划分；

在故障互诊群落中分别对机组对应的风速传感器进行故障诊断，包括：

获取故障互诊群落中风速传感器的风速时序流，

确定故障互诊群落内存在风速异常数据的时间区间，

定位存在风速异常数据的时间区间内发生故障的风速传感器。

优选地，划分故障互诊群落的方式包括：

以机组偏航数据为基础对机组风速空间相关性进行筛选，筛选风速空间相关性较高的多台机组作为关联机组并划分到一个故障互诊群落。