[发明专利]一种基于多级诊断的风力发电机组维护系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种指导风力发电机组维护工作的智能信息系统，尤其涉及一种维护系统的体系结构。

背景技术

风力发电机组是一种包含材料、电气、机械、控制、通信等多学科，技术含量高的复杂系统。风力发电机组内部包括高低压电气器件、高低速旋转机械器件、智能控制器件、紧固件、结构件、电线电缆、通信线缆等部件，运行内部工况复杂。同时，风力发电机组架设在高海拔、低温、大风沙、高盐雾、冰冻、强磁场等恶劣的环境中运行，外部环境对风力发电机组的运行工况有严重影响。风力发电机组的运行复杂性对风电机组的维护提出了充分性要求。

同时，作为一种并入国家电网的大型发电设备，风力发电机组的稳定性直接影响到国家电网的稳定性和国家基础设施的安全可靠。这对风力发电机组的运行维护提出了必要性要求。

目前，已有的设备故障检测与诊断设备，多是从设备自身的运行数据，包括声音、振动、电流、电压等信号判断设备的运行状态和故障。其局限性在于只能考虑单台设备本身的现有数据，且必须通过专家的经验或专家系统的分析给出结论。这种方法没有考虑风力发电机组所在内、外部环境的共性因素对风力发电机组的影响，也不利于快速分析，给出维护建议。

从风机实际维护的需求出发，给出实际的操作票，能够规范维护操作，降低人为因素对风机维护的不利影响。同时，考虑不同级别的维护操作对象和侧重点不同，分级的操作票可以针对各级维护人员给出维护指导。

发明内容

本发明的目的是：提出一种针对风力发电机组的多级诊断维护系统。该系统分级的将风力发电机组的内部结构共性因素(如器件批次、结构共性、产品生命周期等)和外部环境共性因素(如所在电网运行环境、所在区域气象、气候共性条件等)纳入维护系统，诊断运行状况、辨识故障点，并分级输出诊断报告、故障分析和维护建议。该系统充分利用共性条件带来的相关性，通过数据的不断积累，系统不断学习，提高诊断系统的准确性。

本发明是这样实现的：一种基于分级诊断的风力发电机组维护系统，该系统具有四级的体系架构，具体结构和功能如下：

(1)风电机组级维护系统，布置在风力发电机组内部。主要针对单台风机的运行记录，从故障代码、故障历史、维护历史等信息给出单台风机运行状态诊断信息，生成单台风力发电机组的运行记录和单台风机维护操作票。

(2)风电场级维护系统，布置在风电场中控室。针对风场的运行周期、即时和历史气象、电网环境、风场地理位置、接入点环境相关的共性信息，结合单台风机诊断信息，更新风机可靠性模型数据库，维护风场可靠性模型库，同时上传风场内风机运行状态记录至片区级维护系统。针对风场管理，生成风场运行状况报告、单台风机诊断报告、单台风机故障分析、风场维护操作票等文件。

(3)片区级维护系统，布置在风机集群监控中心。针对大区的气候状况，整体电网环境等风电场集群或片区相关的共性信息，更新片区级可靠性数据库，同时维护片区级模块辖区内风场的可靠性模型数据库，向厂家级维护系统上传片区内风机运行状态，生成片区运行报告、片区维护操作票。

(4)厂家级维护系统，布置在风机生产厂家。针对系列化机型的结构、器件性能的相近性，统计汇集的历史数据，更新机型可靠性数据库，并向下维护各级可靠性数据库，同时给出整体机型运行报告、维护报告。

附图说明

图1：基于多级诊断的风电机组维护系统的结构图

1.风电机组级维护系统，2.风电场级维护系统，3.片区级维护系统，4.厂家级维护系统，5.布置在电场其他机组的维护系统，6.布置在其他风电场的风电场级维护系统，7.布置在其他片区的片区级维护系统

图2：多级诊断维护系统的外部信息接口图

1.风电机组级维护系统，2.风电场级维护系统，3.片区级维护系统，4.厂家级维护系统

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明所述维护系统分为四级，如图1所示。各级维护系统的布置方式为：

1.风电机组级维护系统布置在风电机组塔筒内部，其载体可以为风电机组主控可编程逻辑控制器，也可以为专用工控机。

2.风电场级维护系统布置在风电场主控室，其载体可以为SCADA系统服务器，也可以为工控机。2.风电场级维护系统与1.风电机组级维护以及5.布置在电场其他机组的维护系统通过风电场内通信网络连接。