[发明专利]一种风力发电机组变桨轴承故障预警方法及系统

说明书

本发明提供的一种风力发电机组变桨轴承故障预警方法及系统，包括以下步骤：步骤1，获取所有变桨轴承的原始振动数据；步骤2，将得到的原始振动数据根据工况进行分仓，得到多个工况区间；步骤3，计算每个工况区间内每个变桨轴承对应的振动特征值，得到每个工况区间内对应的三个振动特征值；步骤4，计算每个工况区间对应的振动特征值变异系数；步骤5，根据得到的变异系数判断系统的运行状态，其中，当运行状态正常时，则返回步骤1；否则，进入步骤6；步骤6，计算该工况区间内每个变桨轴承对应的拟合斜率增量；步骤7，根据的三个拟合斜率增量对变桨轴承的故障进行判断并预警；本发明能够及时、准确诊断风机变桨轴承的运行状态。

技术领域

本发明属于风电领域，具体涉及一种风力发电机组变桨轴承故障预警方法及系统。

背景技术

近些年，随着国家对新能源领域的重视，风电行业得到长足的发展。风力发电机是捕获风能，通过传动部件，最终将其转换为电能的电力设备。变桨系统是其重要的组成部分，变桨系统通过控制变桨驱动电机带动变桨轴承转动从而调节叶片的桨距角，改变气流对叶片的攻角，进而更好的捕获风能。由于变桨轴承运行工况复杂，极易发生损伤，处理不及时就会带来重大的损失及人员伤亡。变桨轴承失效预警就显得尤为重要。通常可以通过检测仪获取变桨过程中5度接近开关值的变化趋势，判断变桨轴承是否存在异常。但该变化值极小，要求检测的精度较高，从而该方法成本太高。振动监测在变桨轴承监测方面的应用越来越广泛，振动分析工程师通过分析谱图，可以判断轴承损伤情况。该方法成本也较高，且不能及时反应变桨轴承情况。由此，业界亟需一种成本低、及时且有效的预警模型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机组变桨轴承故障预警方法及系统，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：

本发明提供的一种风力发电机组变桨轴承故障预警方法，包括以下步骤：

步骤1，获取所有变桨轴承的原始振动数据；

步骤2，将得到的原始振动数据根据工况进行分仓，得到多个工况区间；

步骤3，计算每个工况区间内每个变桨轴承对应的振动特征值，得到每个工况区间内对应的三个振动特征值；

步骤4，计算每个工况区间对应的振动特征值变异系数；

步骤5，根据得到的变异系数判断系统的运行状态，其中，当运行状态正常时，则返回步骤1；否则，进入步骤6；

步骤6，计算该工况区间内每个变桨轴承对应的拟合斜率增量；

步骤7，根据的三个拟合斜率增量对变桨轴承的故障进行判断并预警。

优选地，步骤4中，计算每个工况区间对应的振动特征值变异系数，具体方法是：

计算每个工况区间对应振动特征值的均值和标准差；

计算标准差和均值的比值，将该比值作为每个工况区间对应的振动特征值变异系数。

优选地，步骤5中，根据得到的变异系数判断系统的运行状态，具体方法是：

当变异系数大于等于预设阈值时，则判定风力发电机组变桨轴承的运行正常；否则风力发电机组变桨轴承的运行异常。

优选地，步骤6中，利用最小二乘法将当前时刻每个变桨轴承对应的振动数据和上一时刻每个变桨轴承对应的振动数据分别与历史振动特征值数据进行拟合，分别得到当前时刻对应的直线斜率和上一时刻对应的直线斜率。

优选地，步骤6中，计算该工况区间内每个变桨轴承对应的拟合斜率增量，具体方法是：

分别获取当前时刻每个变桨轴承对应的振动数据、上一时刻每个变桨轴承对应的振动数据，以及该变异系数对应工况区间所对应的历史振动特征值数据；