[发明专利]风力发电机组变桨轴承的寿命评估方法和装置

说明书

本公开提供一种风力发电机组变桨轴承的寿命评估方法和装置。寿命评估方法包括：获取变桨驱动力矩在M个历史时段的概率密度，M为正整数；获取M个历史时段中各个历史时段内变桨角度的角度累积值；根据变桨驱动力矩及其在M个历史时段的概率密度、M个历史时段的角度累积值，确定变桨轴承的等效载荷；根据变桨轴承的等效载荷，确定变桨轴承的已消耗寿命。

技术领域

本公开涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种风力发电机组变桨轴承的寿命评估方法和装置。

背景技术

风力发电机组变桨轴承是连接叶片与轮毂的重要组件，还用于将叶片的载荷传递至轮毂上的变桨系统，而变桨系统是风力发电机组的重要安全系统，若发生故障，则有可能带来毁灭性的灾难。因此，在风力发电机组运行过程中，对变桨轴承的寿命评估变得尤为重要且关键。

在相关技术中，通常需要安装载荷传感器，通过载荷传感器采集的变桨轴承的载荷，基于此对在役风力发电机组的变桨轴承进行寿命评估，但此方案安装周期时间长，资金耗费大，对风电场中的各台机组实现全覆盖需要付出较大的资金成本及时间成本。

发明内容

因此，利用目前能够直接获取到的参数来合理估算变桨轴承的载荷，对于如何在低成本下实现变桨轴承的在线寿命评估至关重要。

在一个总的方面，提供一种风力发电机组变桨轴承的寿命评估方法，所述寿命评估方法包括：获取变桨驱动力矩在M个历史时段的概率密度，所述M为正整数；获取所述M个历史时段中各个历史时段内变桨角度的角度累积值；根据所述变桨驱动力矩及其在所述M个历史时段的概率密度、所述M个历史时段的角度累积值，确定变桨轴承的等效载荷；根据所述变桨轴承的等效载荷，确定所述变桨轴承的已消耗寿命。

可选地，所述获取变桨驱动力矩在M个历史时段的概率密度，包括：根据所述M个历史时段的运行数据，确定所述变桨驱动力矩在不同变桨运动状态下的出现频率及对应的分布参数，所述变桨运动状态包括正向状态、恒定状态、负向状态；根据所述频率及对应的分布参数，确定所述概率密度。

可选地，所述根据所述M个历史时段的运行数据，确定所述变桨驱动力矩在不同变桨运动状态下的出现频率及对应的分布参数，包括：对每个历史时段，确定相关系数矩阵、第一传递函数、运行数据列向量的乘积，得到第一列向量，其中，所述相关系数矩阵的行数等于所述出现频率及对应的分布参数的数量之和，所述运行数据列向量由多个运行数据构成；确定所述第一列向量与第一相关系数列向量之和，并与第二传递函数相乘，得到第二列向量；确定所述第二列向量与第二相关系数列向量之和，作为输出向量，所述输出向量包括所述出现频率及对应的分布参数，其中，所述相关系数矩阵、所述第一相关系数列向量、所述第二相关系数列向量、所述第一传递函数、所述第二传递函数通过测试或训练得到。

可选地，所述根据所述M个历史时段的运行数据，确定所述变桨驱动力矩在不同变桨运动状态下的出现频率及对应的分布参数之前，还包括：采集所述风力发电机组在所述M个历史时段的运行数据；其中，所述运行数据包括输出功率、叶轮转速、发电机扭矩、机舱加速度x方向分量、机舱加速度y方向分量、桨矩角。

可选地，所述变桨驱动力矩的数量为多个，其中，所述根据所述变桨驱动力矩及其在所述M个历史时段的概率密度、所述M个历史时段的角度累积值，确定变桨轴承的等效载荷，包括：对每个历史时段，确定每个所述变桨驱动力矩的m次幂、相应的所述变桨驱动力矩的概率密度、所述角度累积值的乘积，并对多个所述变桨驱动力矩各自对应的所述乘积求和，得到相应历史时段的参考载荷，其中，m是所述变桨轴承的材料沃尔系数；确定所述多个历史时段的参考载荷平均值；确定所述参考载荷平均值的1/m次幂，作为所述变桨轴承的等效载荷。

可选地，多个所述变桨驱动力矩通过以下步骤得到：对变桨驱动力矩变化区间，按照设定步长进行取值，得到多个所述变桨驱动力矩。