[发明专利]光纤光栅式风电机组变桨法兰、叶片智能诊断方法及系统

权利要求书

1.一种光纤光栅式风电机组变桨法兰、叶片智能诊断方法，其特征在于，包括：

获取叶片的应力监测数据及变桨法兰的位移监测数据；

根据获取到的应力监测数据对叶片进行故障诊断，包括根据应力监测数据，执行叶片气动不平衡指标提取；根据应力监测数据，执行叶片质量不平衡指标提取；根据应力监测数据，执行叶片损伤鉴定；

对位移监测数据进行螺栓装填监测，判断当前变桨法兰螺栓是否出现松动或者断裂；

所述根据应力监测数据，执行叶片气动不平衡指标提取，包括：对三只叶片90°、270°方向的光纤光栅应变传感数据进行计算；先计算一个方向的气动不平衡指标：获取三只叶片某一方向光纤光栅应变传感数据；对光纤光栅应变传感数据取均方根值；对三只叶片的均方根值计算平均值，并根据平均值计算该方向的气动不平衡指标；再计算另一方向的气动不平衡指标；对两个方向的气动不平衡指标取算术平均；根据历史运行数据，统计归纳叶片气动不平衡指标越限阈值；将算术平均与气动不平衡指标越限阈值进行比较，判断叶片是否存在气动不平衡；

根据应力监测数据，执行叶片质量不平衡指标提取，包括：对三只叶片0°、180°方向的光纤光栅应变传感数据进行计算；先计算一个方向的叶片质量不平衡指标：获取三只叶片某一方向光纤光栅应变传感数据；计算光纤光栅应变传感数据的均方根值；计算均方根值的平均值，并提取叶片质量不平衡指标；计算另一方向叶片质量不平衡指标；对两个方向叶片质量不平衡指标取算术平均；根据历史运行数据，计算一段时间内的叶片质量不平衡的最大值的平均值，认为该指标即为叶片质量不平衡指标越限阈值；将算术平均与叶片质量不平衡指标越限阈值进行比较，判断是否存在叶片质量不平衡；

根据应力监测数据，执行叶片损伤鉴定，包括：利用0°、180°光纤光栅应变传感数据进行计算；先计算一方向的叶片损伤总畸变：获取三只叶片光纤光栅某一方向应变传感数据；对应变传感数据进行快速傅里叶变换，得到三只叶片监测数据的频谱；根据风电机组叶片损伤发生机理，分别计算0.5-1Hz叶片频谱能量总值，该能量定义为叶片损伤总畸变；再计算另一方向的叶片损伤总畸变；根据历史运行数据，计算一段时间内的叶片损伤总畸变的最大值的平均值，认为该指标即为叶片损伤指标越限阈值；根据可靠性设计原则，若一个方向的叶片损伤总畸变大于或者等于越限阈值的1.5倍，则认为叶片存在损伤；

对位移监测数据进行螺栓装填监测，判断当前变桨法兰螺栓是否出现松动或者断裂，包括：获取三个叶片变桨法兰0°、180°方向光纤光栅位移监测数据；根据历史观测数据，统计一段时间内的极大值a及极小值b，并计算其平均值，得到其基础越上限阈值及越下限阈值；根据可靠性设计原则，在设备稳定运行阶段，当极大值a大于越上限阈值的k₁倍或者极小值a小于越下限阈值的k₁倍，认为螺栓松动；当极大值a大于越上限阈值的k₂倍或者极小值a小于越下限阈值的k₂倍，认为螺栓断裂；获取三个叶片变桨法兰90°、270°方向光纤光栅位移监测数据；根据历史观测数据，统计一段时间内的平均值，得到90°、270°方向基础越限阈值；在设备稳定运行阶段，当90°方向均值λ大于越限阈值λ₁的k₁倍或者270°方向小于越限阈值λ₂的k₁倍，当90°方向均值λ大于越限阈值λ₁的k₂倍或者270°方向小于越限阈值λ₂的k₂倍，认为螺栓断裂。

2.一种光纤光栅式风电机组变桨法兰、叶片智能诊断系统，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求1所述的光纤光栅式风电机组变桨法兰、叶片智能诊断方法。