風(fēng)電機(jī)組葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。包括：振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、信號(hào)同步采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和主控單元；振動(dòng)傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承處；轉(zhuǎn)速傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱高速軸處；電流傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上；電壓傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上；振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器分別與信號(hào)同步采集單元相連；信號(hào)同步采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和主控單元順序相連。本發(fā)明能夠快速診斷風(fēng)電機(jī)組葉片常見(jiàn)故障以及對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
【專利說(shuō)明】風(fēng)電機(jī)組葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電是國(guó)家提倡大力發(fā)展的一種可再生綠色能源，其可有效地節(jié)約水、煤資源，減輕大氣污染，并對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境有著深遠(yuǎn)的意義。我國(guó)有豐富的風(fēng)力資源，政府已經(jīng)將風(fēng)力發(fā)電作為改善能源結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)氣候變化，提高能源安全的主要替代能源技術(shù)之一。有資料估計(jì)到2020年，全球?qū)⒂谐^(guò)10%的電力供應(yīng)來(lái)源于風(fēng)力。風(fēng)力發(fā)電與火電、核電相比，單機(jī)容量小、占地面積廣，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)通常地處邊遠(yuǎn)地區(qū)，技術(shù)條件、運(yùn)行條件一般較差，因此風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性和安全性至關(guān)重要。葉片作為風(fēng)機(jī)捕捉風(fēng)能的關(guān)鍵部件，其性能直接影響風(fēng)機(jī)的整機(jī)性能和發(fā)電質(zhì)量。由于葉片長(zhǎng)期暴露于惡劣的氣候環(huán)境下，易受到狂風(fēng)，閃電，冰雪的襲擊；同時(shí)，長(zhǎng)期工作在負(fù)荷大范圍波動(dòng)的條件下，極易導(dǎo)致裂紋，破損，覆冰，螺栓松動(dòng)等各種故障的發(fā)生。同時(shí)，由于風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期工作在負(fù)載快速變化和惡劣環(huán)境條件下，隨著時(shí)間推移，可能導(dǎo)致疲勞損傷或葉輪偏載等結(jié)構(gòu)健康性能指標(biāo)下降的情況，輕則使風(fēng)機(jī)偏離原來(lái)的設(shè)計(jì)指標(biāo)造成捕風(fēng)效率下降，重則可能使葉片性能不斷惡化直至發(fā)展為嚴(yán)重故障。有資料顯示，造成風(fēng)機(jī)性能下降或故障的原因絕大多數(shù)都與葉片性能下降或變槳系統(tǒng)故障有關(guān)。很多風(fēng)機(jī)的嚴(yán)重故障并非突然發(fā)生的，而是由于其葉片結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)下降，或發(fā)生輕微故障后沒(méi)有采取合理的應(yīng)對(duì)措施，導(dǎo)致故障迅速擴(kuò)散或惡化。我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)壽命為20年，且多處于風(fēng)沙大，溫差大的西北、東北、內(nèi)蒙等許多氣候條件惡劣的地方，許多風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)投入運(yùn)行接近十年，風(fēng)機(jī)性能下降嚴(yán)重，逐步進(jìn)入事故高發(fā)期。當(dāng)葉片結(jié)構(gòu)性能下降或發(fā)生輕微故障時(shí)，目前風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統(tǒng)因缺乏對(duì)葉片的必要監(jiān)控而無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施。由于風(fēng)電機(jī)組控制策略完全沒(méi)有考慮葉片的運(yùn)行健康狀態(tài)，對(duì)于葉片處于不同健康狀態(tài)的所有風(fēng)機(jī)采用同樣的控制策略，使結(jié)構(gòu)健康性能下降的風(fēng)機(jī)處于長(zhǎng)期不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，不但嚴(yán)重影響發(fā)電質(zhì)量，而且隨著時(shí)間推移，極有可能造成軸承，齒輪箱等傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的損壞，致使故障擴(kuò)散，導(dǎo)致更加嚴(yán)重的損失。有研宄報(bào)告對(duì)1995年-2010年德國(guó)和丹麥發(fā)生的各種風(fēng)機(jī)事故做了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)由于風(fēng)機(jī)葉片故障導(dǎo)致或與之直接相關(guān)的事故數(shù)量最多。由于風(fēng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)間不斷增加，這種類型的事故數(shù)量還在呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。另一份由歐洲專門的機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)的報(bào)告對(duì)2012年3月發(fā)生的1208起風(fēng)機(jī)事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中由于葉片故障導(dǎo)致的故障占19.4%，由于風(fēng)機(jī)葉片原因?qū)е峦C(jī)大概占34%左右，中國(guó)目前沒(méi)有相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，但情況可能比這份報(bào)告提及情況更嚴(yán)重。當(dāng)葉片發(fā)生故障時(shí)，如若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取恰當(dāng)措施將引起災(zāi)難性的后果。
[0003]近些年國(guó)外有一些研宄機(jī)構(gòu)和公司相繼開(kāi)發(fā)了一些風(fēng)電場(chǎng)葉片監(jiān)控設(shè)備，主要有:紅外成像分析，聲學(xué)分析，視頻分析等；也有風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)葉片的時(shí)候預(yù)埋光纖傳感器，以獲得葉片的運(yùn)行狀態(tài)信息。目前，絕大多數(shù)檢測(cè)手段不但價(jià)格昂貴而且安裝復(fù)雜，難以推廣應(yīng)用；特別是像光纖傳感器這樣的檢測(cè)手段難以應(yīng)用于已經(jīng)投入運(yùn)行的風(fēng)機(jī)，不能滿足對(duì)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)葉片運(yùn)行狀況的監(jiān)控。
[0004]為了解決在線風(fēng)機(jī)葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)，國(guó)內(nèi)許多研宄機(jī)構(gòu)與風(fēng)機(jī)生產(chǎn)商也開(kāi)展了針對(duì)葉片故障診斷和狀態(tài)監(jiān)控的相關(guān)研宄，最近也公布了一些針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片在線監(jiān)控的專利:如“風(fēng)力發(fā)電電機(jī)及葉片狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)儀”(中國(guó)實(shí)用新型專利CN202305007U)、“風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)及方法”(中國(guó)發(fā)明專利CN102539438A)、“一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片裂紋自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”(中國(guó)實(shí)用新型專利CN202533424U)。上述專利中基本采用視頻，應(yīng)變片，聲音等方式檢測(cè)葉片是否發(fā)生嚴(yán)重故障，這些方式要么安裝復(fù)雜不適合在線故障診斷，要么檢測(cè)準(zhǔn)確度不高，難以檢測(cè)葉片非嚴(yán)重故障，不能對(duì)葉片性能指標(biāo)下降帶來(lái)的故障進(jìn)行診斷。如果風(fēng)機(jī)處于長(zhǎng)期不穩(wěn)定的亞健康工作狀態(tài)，不但嚴(yán)重影響發(fā)電質(zhì)量，而且隨著時(shí)間推移，極有可能造成軸承，齒輪箱等傳動(dòng)鏈系統(tǒng)的損壞，致使故障擴(kuò)散，導(dǎo)致更加嚴(yán)重的損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題，提供一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)控葉片振動(dòng)、葉輪轉(zhuǎn)速及發(fā)電機(jī)輸出，不但可以診斷葉片常見(jiàn)故障，還可以對(duì)葉片結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)進(jìn)行在線評(píng)估。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、信號(hào)同步采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、OPC接口單元和主控單元；
[0007]所述振動(dòng)傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承處；
[0008]所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱高速軸處；
[0009]所述電流傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上；
[0010]所述電壓傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上；
[0011]所述振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器分別與信號(hào)同步采集單元相連；
[0012]所述信號(hào)同步采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和主控單元順序相連；
[0013]所述主控單元與OPC接口單元相連；
[0014]所述振動(dòng)傳感器用于測(cè)量主軸軸承加速振動(dòng)信號(hào)；
[0015]所述轉(zhuǎn)速傳感器用于測(cè)量葉輪轉(zhuǎn)速；
[0016]所述電流傳感器用于測(cè)量風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子電流信號(hào)；
[0017]所述電壓傳感器用于測(cè)量風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子電壓信號(hào)；
[0018]所述信號(hào)同步采集單元用于根據(jù)設(shè)定的采樣頻率、采樣周期和采樣時(shí)間，同步采集所述振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器測(cè)量得到的信號(hào)，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；
[0019]所述數(shù)據(jù)處理單元用于接收主控單元發(fā)送的機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)所述振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器測(cè)量得到的信號(hào)進(jìn)行噪聲濾波、特征提取和時(shí)頻分析處理，再將處理結(jié)果返回主控單元；
[0020]所述OPC接口單元用于從風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統(tǒng)中獲取對(duì)應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速，偏航角度，漿距角，額定功率，發(fā)電機(jī)功率等機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，并送入主控單元；
[0021]所述主控單元用于分析數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果，綜合利用各機(jī)組的宏觀關(guān)聯(lián)信息和統(tǒng)計(jì)特征對(duì)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片進(jìn)行故障診斷及狀態(tài)評(píng)估。
[0022]所述振動(dòng)傳感器為雙軸加速度振動(dòng)傳感器。
[0023]風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸的加速振動(dòng)信號(hào)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸的X軸的加速振動(dòng)信號(hào)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸的Y軸的加速振動(dòng)信號(hào)。
[0024]所述系統(tǒng)利用同步實(shí)時(shí)采樣發(fā)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子電壓，電流信號(hào)測(cè)量發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率。
[0025]本發(fā)明能夠快速診斷風(fēng)電機(jī)組葉片常見(jiàn)故障，同時(shí)能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常工作和故障檢修提供的方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是信號(hào)同步采集單元結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖3是葉片故障診斷及狀態(tài)評(píng)估示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0030]如附圖1所示，本發(fā)明提供的系統(tǒng)包括振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、信號(hào)同步采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和主控單元。
[0031]振動(dòng)傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承處，轉(zhuǎn)速傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱高速軸處，電流傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上，電壓傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上。振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器分別與信號(hào)同步采集單元相連。信號(hào)同步采集單元通過(guò)以太網(wǎng)通信單元與數(shù)據(jù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理單元和主控單元通過(guò)光纖以太網(wǎng)相連，主控單元通過(guò)OPC(OLE Process Control)接口單元與SCADA(Supervisory Control And Data Acquisit1n，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)相連。
[0032]同步信號(hào)采集單元如圖2所示，由于目前主流的風(fēng)電機(jī)組如雙饋、直驅(qū)都屬于變速運(yùn)行，機(jī)組傳感器采集的信號(hào)具有非平穩(wěn)特性，為了能對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行非平穩(wěn)問(wèn)題進(jìn)行處理，方便后期頻譜分析，本發(fā)明對(duì)所有傳感器信號(hào)采取同步采樣。采樣率為10000HZ，一次采集時(shí)間60S，采樣周期可以由主控中心指定。
[0033]振動(dòng)傳感器采用雙軸加速度振動(dòng)傳感器KAS903。該傳感器放置于風(fēng)機(jī)主軸軸承處，可以同時(shí)測(cè)量X、Y兩軸的加速度振動(dòng)信號(hào)，以便測(cè)量葉片振動(dòng)信號(hào)及描述軸心軌跡，輸出為2路4-20mA電流信號(hào)。這兩路電流信號(hào)由前置放大器、濾波電路、增益/增益量程調(diào)整電路送入同步采樣單元。
[0034]轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)自轉(zhuǎn)速編碼器，可放置于機(jī)組齒輪箱高速軸測(cè)量葉輪和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于本發(fā)明對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)的精度要求較高，如將該發(fā)明用于無(wú)齒輪箱的直驅(qū)機(jī)組，需要采用高精度、高分辨率的轉(zhuǎn)速傳感器。目前常用的光電轉(zhuǎn)速傳感器一般輸出共有A、B、Z三路脈沖信號(hào)，本發(fā)明只需要測(cè)量轉(zhuǎn)速，故只需要其中的A、B兩路脈沖信號(hào)。由于本發(fā)明需要同步采樣各傳感器的信號(hào)，所以以上2路脈沖信號(hào)經(jīng)光電隔離與電平轉(zhuǎn)換后也送同步采樣單元進(jìn)行AD采樣，在數(shù)據(jù)處理單元中計(jì)算轉(zhuǎn)速。
[0035]為了測(cè)量發(fā)電機(jī)的輸出，跟發(fā)明對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓和電流進(jìn)行采樣。對(duì)于雙饋機(jī)組，由于其轉(zhuǎn)子和定子都可能向電網(wǎng)送電，需要同時(shí)測(cè)量其轉(zhuǎn)子和定子的電壓與電流，故本發(fā)明用于雙饋機(jī)組，需要2路電流采樣和2路電壓采樣。對(duì)于直驅(qū)機(jī)組，由于其勵(lì)磁采用永磁材料，只需要I路電流和I路電壓測(cè)量其發(fā)電機(jī)的輸出即可。電流傳感器選用HIB-C15-200P2010霍爾電流傳感器，輸入200A，輸出電流O-1OOmA電流信號(hào)。電壓傳感器選用EV-C53-1000P509，輸入0-1000V，輸出O-正負(fù)50mA電流信號(hào)。這4路電流信號(hào)由前置放大器、濾波電路、增益\增益量程調(diào)整電路送入同步采樣單元。
[0036]以上傳感器總共有8路模擬信號(hào)，本發(fā)明采用DAS-AD760616位8通道同步采樣芯片對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行同步采樣，采樣結(jié)果并行數(shù)據(jù)總線送入數(shù)據(jù)處理單元。
[0037]數(shù)據(jù)處理單元采用DSP處理芯片TMS320F2812。該單元通過(guò)通訊單元接收主控中心發(fā)來(lái)的機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，該參數(shù)包括:風(fēng)速，漿距角，額定功率，發(fā)電機(jī)功率等。結(jié)合機(jī)組參數(shù)該處理單元將各傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波去噪；對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行調(diào)理計(jì)算；根據(jù)電壓、電流瞬時(shí)值，計(jì)算發(fā)電機(jī)輸出功率，電壓電流有效值，并進(jìn)行FFT等頻譜分析。
[0038]以太網(wǎng)傳輸單元采用AX11025，傳輸速率100M，通過(guò)光端機(jī)接入風(fēng)電場(chǎng)光纖網(wǎng)絡(luò)。
[0039]主控中心服務(wù)器，接收數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的各風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)，利用OPC接口單元訪問(wèn)風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統(tǒng)，獲取各機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)。由于風(fēng)機(jī)機(jī)組工況復(fù)雜，其非平穩(wěn)特性決定傳統(tǒng)的故障診斷方法無(wú)法有效的檢測(cè)其故障。同時(shí)由于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組眾多，直接針對(duì)每一臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的故障分析和建模，有效性，可行性，可靠性有時(shí)難以得到保證。同一風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組通常機(jī)型，技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行狀態(tài)幾乎一致，同一風(fēng)場(chǎng)各機(jī)組的葉片運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)具有較強(qiáng)的相關(guān)性。根據(jù)各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)，建立廠級(jí)的風(fēng)電機(jī)組傳葉片故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)，相對(duì)于針對(duì)單臺(tái)風(fēng)機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，可以綜合利用各機(jī)組的宏觀關(guān)聯(lián)信息和統(tǒng)計(jì)特征對(duì)故障機(jī)組進(jìn)行診斷，提高檢測(cè)故障的準(zhǔn)確性，可靠性和實(shí)時(shí)性。葉片故障診斷及狀態(tài)評(píng)估示意如圖3所示。
[0040]本發(fā)明能夠快速診斷風(fēng)電機(jī)組葉片常見(jiàn)故障如附冰、不平衡、破損等故障，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全正常工作提供保障。同時(shí)，能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常工作和故障檢修提供的方便。
[0041]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障診斷與狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、信號(hào)同步采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、OPC接口單元和主控單元； 所述振動(dòng)傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承處； 所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱高速軸處； 所述電流傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上； 所述電壓傳感器安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三相輸出上； 所述振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器分別與信號(hào)同步采集單元相連； 所述信號(hào)同步采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和主控單元順序相連； 所述主控單元與OPC接口單元相連； 所述振動(dòng)傳感器用于測(cè)量主軸軸承加速振動(dòng)信號(hào)； 所述轉(zhuǎn)速傳感器用于測(cè)量葉輪轉(zhuǎn)速； 所述電流傳感器用于測(cè)量風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子電流信號(hào)； 所述電壓傳感器用于測(cè)量風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子電壓信號(hào)； 所述信號(hào)同步采集單元用于根據(jù)設(shè)定的采樣頻率、采樣周期和采樣時(shí)間，同步采集所述振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器測(cè)量得到的信號(hào)，并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元; 所述數(shù)據(jù)處理單元用于接收主控單元發(fā)送的機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)所述振動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、電流傳感器和電壓傳感器測(cè)量得到的信號(hào)進(jìn)行噪聲濾波、特征提取和時(shí)頻分析處理，再將處理結(jié)果返回主控單元； 所述OPC接口單元用于從風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統(tǒng)中獲取對(duì)應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速、偏航角度、漿距角、額定功率和發(fā)電機(jī)功率機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，并送入主控單元； 所述主控單元用于分析數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元的處理結(jié)果，綜合利用各機(jī)組的宏觀關(guān)聯(lián)信息和統(tǒng)計(jì)特征對(duì)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片進(jìn)行故障診斷及狀態(tài)評(píng)估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述振動(dòng)傳感器為雙軸加速度振動(dòng)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸的加速振動(dòng)信號(hào)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸的X軸的加速振動(dòng)信號(hào)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸的Y軸的加速振動(dòng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)利用同步實(shí)時(shí)采樣發(fā)電機(jī)定子/轉(zhuǎn)子電壓，電流信號(hào)測(cè)量發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK104515677SQ201510012647
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2015年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月12日
【發(fā)明者】劉俊承, 姬棟, 呂躍剛, 高峰 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)