[发明专利]一种风电机组运行状态监测方法

说明书

本发明公开了一种风电机组运行状态监测方法。该方法包括：获取风电机组历史运行的传感器数据，所述传感器数据包括风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号、应变信号和振动信号；根据风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号、应变信号和振动信号分别构建风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型和转速、功率、应变、振动频谱监测模型；采集风电机组的实时运行数据，将所述风电机组的实时运行数据分别与所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型、转速、功率、应变、振动频谱监测模型进行对比，确定所述风电机组的当前运行状态。本发明提供的风电机组运行状态监测方法，既能减少风电场的维护成本，又能及时发现故障或提前预测故障。

技术领域

本发明涉及风能发电技术领域，特别是涉及一种风电机组运行状态监测方法。

背景技术

随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。风力发电机组单机容量也由kW级别迅速增加到MW级别，近几年由1.5MW发展到3MW、6MW、8MW，目前单机容量还有扩大趋势。随着电厂自动化程度的增加，提高关键设备的有效性运行和可维护性也变得非常重要。传统的设备检修方式日益暴露出其局限性，设备故障带来的经济损失也日益受到发电企业的重视和关注。目前的监测主要是风机制造厂家增加的振动监测，功率超发监测等合成到机组安全系统中，后期的改造中，对叶片等大型部件粘贴传感器来监测其运行状态。

在单机容量迅速扩展进程中，一些核心部件如电机、变流器、叶片等的技术可能存在一部分缺陷，而这些缺陷是由新产品在实际应用过程中发现的，这样增加了发电厂的维护成本。这一方面是由于产品质量不过关，另一方面是人们对自然界风况以及风作用于机组上的载荷的复杂性理解不深入。

电厂生产过程的任何故障不仅直接影响电能产量和电能质量，而且还可能造成设备损毁和人身事故。要使发电机组设备能够安全、可靠、有效的运行，使其充分发挥作用，发展设备状态监控和故障预警技术是必经之路。

发明内容

本发明提供一种风电机组运行状态监测方法，既能减少风电场的维护成本，又能及时发现故障或提前预测故障。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种风电机组运行状态监测方法，所述方法包括：

获取风电机组历史运行的传感器数据，所述传感器数据包括风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号、应变信号和振动信号；

根据风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号、应变信号和振动信号分别构建风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型和转速、功率、应变、振动频谱监测模型；

采集风电机组的实时运行数据，将所述风电机组的实时运行数据分别与所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型、转速、功率、应变、振动频谱监测模型进行对比，确定所述风电机组的当前运行状态。

可选的，所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型还用于对气动阻尼进行监测，具体包括：

利用实时采集风电机组的转速和风速，计算风电机组的叶尖速比；

根据计算的风电机组的叶尖速比评估叶片失速状态；

根据叶片失速状态系数和实时采集风速计算当前状态的气动阻尼；

根据当前状态的气动阻尼与所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型中的标准气动阻尼进行对比，对风电机组的振动损伤进行评估。

可选的，所述转速、功率、应变、振动频谱监测模型还用于调节机组载荷和功率，具体包括：

步骤1：对风电机组的转速、功率、应变和振动信号进行实时采集，并将采集到的转速、功率、应变和振动信号进行第一次频谱转化；