[发明专利]一种基于大数据分析的风电联轴器打滑故障预警方法

说明书

本发明提供一种基于大数据分析的风电联轴器打滑故障预警方法，包括以下步骤：从风力发电机组的实时运行数据中提取实时风轮转速、实时发电机转速；根据实时风轮转速、实时发电机转速，结合线性回归模型的斜率和截距，计算风轮转速的实时实测值与实时预测值的实时转差；当实时转差超过预警阈值的持续时间达到时间阈值时，根据风力发电机组的实时运行数据判断风轮转速和发电机转速是否正常且无信号波动：如是，判定为联轴器打滑；如否，判定为传感器或线路异常。本发明可以利用风力发电机组已有的传感器及运行数据对联轴器进行打滑故障预警。

技术领域

本发明涉及风力发电机组技术领域，具体涉及一种基于大数据分析的风电联轴器打滑故障预警方法。

背景技术

作为风力发电机组的重要零部件，联轴器是风电机组主齿轮箱和发电机之间的连接设备，起着传递风轮扭矩和转速、缓解振动对齿轮箱和发电机的影响、对传动链进行过载保护等重要作用。在风力发电的过程中，如果联轴器频繁打滑，会影响风力发电机组的平稳运行，而当联轴器打滑至风电机组报出故障时，则会导致风力发电机组停机，进而带来发电量的损失。

当联轴器打滑时，一般是通过现场运维人员在机组报出故障或上机巡检查看联轴器的标记线是否错位，才能发现联轴器打滑，缺乏联轴器打滑早期潜在故障的感知技术。专利CN110174264A提供了一种风力发电机组联轴器打滑预警装置、风力发电机及预警方法；其中，打滑预警装置包括：第一转速齿盘、第二转速齿盘及第一转速测量传感器、第二转速测量传感器、双通道计数器和风机控制器；风机控制器计算得到自启机运行预设时间范围内的第一转速齿盘与第二转速齿盘的累计脉冲数差值，并根据累计脉冲数差换算为累计脉冲角度差；最后可通过量化的累计脉冲角度差评估联轴器运行\磨损状态；判断是否打滑等，并在出现异常时为用户提供实时预警及维护提示，同时可根据累计脉冲角度差计算打滑角度变化率，通过计算标准时间段内打滑角度变化率，判断风机是否真实打滑，用以防止信号干扰及脉冲丢失引起的误报。

但是，上述技术方案是在风力发电机组原有的硬件基础上新增了第一转速齿盘、第二转速齿盘及第一转速测量传感器、第二转速测量传感器、双通道计数器和风机控制器等硬件设备，如果要实现对联轴器打滑的有效预警，就需要对每台风力发电机组均安装上述新增的硬件设备，这样就会大大增加设备投入成本；同时，风力发电机组新增了一系列硬件设备后，也会在一定程度上增加出故障的概率。

因此，目前亟需一种在不需要新增硬件设备的情况下，实现对联轴器打滑的早期潜在故障预警的方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于大数据分析的风电联轴器打滑故障预警方法，可以利用风力发电机组已有的传感器及运行数据对联轴器进行打滑故障预警。

本发明采用的技术方案是，一种基于大数据分析的风电联轴器打滑故障预警方法，在第一种可实现方式中，包括以下步骤：

从风力发电机组的实时运行数据中提取实时风轮转速、实时发电机转速；

根据实时风轮转速、实时发电机转速，结合线性回归模型的斜率和截距，计算风轮转速的实时实测值与实时预测值的实时转差；

当实时转差超过预警阈值的持续时间达到时间阈值时，根据风力发电机组的实时运行数据判断风轮转速和发电机转速是否正常且无信号波动：

如是，判定为联轴器打滑；

如否，判定为传感器或线路异常。

结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，线性回归模型的斜率和截距，按以下方法求得：

S1、从风力发电机组的历史运行数据提取算法所需特征变量数据，将算法所需特征变量数据分为联轴器打滑故障数据和非联轴器打滑故障数据；