CN103076568B - 基于温度特性的风机运行工况监测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于温度特性的风机运行工况监测方法，涉及风力发电技术领域，所解决的是根据工作温度特性跟踪风机工况的技术问题。该方法的具体步骤如下：1）获取每台风机关键部件的工作温度，并根据检测值计算每台风机的关键特征温度值；2）根据各风机的关键特征温度值，计算出各风机的加权值；3）根据各风机的关键特征温度值及加权值，计算风机加权平均值；4）根据风机加权平均值计算风机特征温度上、下限值；5）将每台风机的关键特征温度值，与风机特征温度上、下限值进行比较；任意一台风机的关键特征温度值高于风机特征温度上限值，或低于风机特征温度下限值，即发出系统报警信息。本发明提供的方法，能实时反应风机真实工况。

Description

基于温度特性的风机运行工况监测方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术，特别是涉及一种基于温度特性的风机运行工况监测方法的技术。

背景技术

风电场（风力发电场）运行时，需要对风电场内的风机（风力发电机）工况数据进行实时监测。

风机的齿轮箱、叶浆、主轴轴承等关键部件的工作温度，是风机工况监测中的重点监测数据。当风机工况不正常时，风机中这些关键部件的工作温度往往会升高，通过对风机中这些关键部件的工作温度监测，可以在其它电气监测量还没有报警之前就提醒运行人员可能存在安全隐患。

但是，利用风机关键部件的工作温度特性来监测风机工况存在着以下难点：由于风机所处环境的环境温度变化较大，一年四季之中的环境温度变化上下有30-40摄氏度的范围，因此风机关键部件的工作温度报警值不能很精确地设定。特别是在较冷的冬天，温度报警值往往不能反映实际的故障情况，由于外界温度较低，有可能温度量还没有报警就已经发生故障了，这样就失去了提前预警的意义。因此，风机关键部件的工作温度数据在某些天气状况下（比如冬天），不能实时反应风机真实工况，目前只能用于辅助参考。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能根据风机关键部件的工作温度特性实时跟踪风机工况，能实时反应风机真实工况的基于温度特性的风机运行工况监测方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于温度特性的风机运行工况监测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）检测风力发电场中每一台风机的叶桨、主轴轴承及主轴齿轮的工作温度，并根据检测值计算每一台风机的关键特征温度值，具体计算公式为：

T[i] = λTy[i]+аTz[i]+бTc[i]；

式中：1≤i≤N，λ=0.1，а=0.4，б=0.5；

其中，T[i]为风力发电场中第i台风机的关键特征温度值，N为风力发电场中的风机数量；

其中，Ty[i]为风力发电场中第i台风机的叶桨工作温度，Tz[i]为风力发电场中第i台风机的主轴轴承工作温度，Tc[i]为风力发电场中第i台风机的主轴齿轮工作温度；

其中，λ为风力发电场中第i台风机的叶桨工作温度加权值，а为风力发电场中第i台风机的主轴轴承工作温度加权值，б为风力发电场中第i台风机的主轴齿轮工作温度加权值；

2）计算风力发电场中各风机的加权值，具体计算公式为：

如果T[i]＞2Tarv或T[i]＜0.5Tarv，则令K[i]=0；

如果0.5Tarv＜T[i]＜2Tarv，则令K[i] = 1 -（T[i] - Tarv）/ Tarv；

其中，K[i]为风力发电场中第i台风机的加权值；

3）计算风力发电场的风机加权平均值，具体计算公式为：

；

其中，Tt为风力发电场的风机加权平均值；

4）计算风力发电场的风机特征温度上限值及风机特征温度下限值，具体计算公式为：

Tu = 1.1×Tt

Td = 0.9×Tt

式中：Tu为风力发电场的风机特征温度上限值，Td为风力发电场的风机特征温度下限值；

5）将步骤1计算出的每台风机的关键特征温度值，与步骤4计算出的风机特征温度上限值、风机特征温度下限值进行比较；

任意一台风机的关键特征温度值高于风机特征温度上限值，或低于风机特征温度下限值，即发出系统报警信息；

6）返回步骤1。

本发明提供的基于温度特性的风机运行工况监测方法，先收集所有风机的关键部件工作温度值，拟合为可分析的关键特征温度值，再采取横向对比的报警诊断方法，根据关键特征温度值计算各风机的加权值，以排除较大的异常温度影响，再根据加权值计算出风机特征温度报警限值，通过计算出的风机特征温度报警限值对每台风机的工况进行判断，并适时报警，能根据风机关键部件的工作温度特性实时跟踪风机工况，能实时反应风机真实工况。

附图说明

图1是本发明实施例基于温度特性的风机运行工况监测方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种基于温度特性的风机运行工况监测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）检测风力发电场中每一台风机（风力发电机）的叶桨、主轴轴承及主轴齿轮的工作温度，并根据检测值计算每一台风机的关键特征温度值，具体计算公式为：

T[i] = λTy[i]+аTz[i]+бTc[i]；

式中：1≤i≤N，λ=0.1，а=0.4，б=0.5；

其中，T[i]为风力发电场中第i台风机的关键特征温度值，N为风力发电场中的风机数量；

其中，Ty[i]为风力发电场中第i台风机的叶桨工作温度，Tz[i]为风力发电场中第i台风机的主轴轴承工作温度，Tc[i]为风力发电场中第i台风机的主轴齿轮工作温度；

其中，λ为风力发电场中第i台风机的叶桨工作温度加权值，а为风力发电场中第i台风机的主轴轴承工作温度加权值，б为风力发电场中第i台风机的主轴齿轮工作温度加权值；

2）计算风力发电场中各风机的加权值，具体计算公式为：

如果T[i]＞2Tarv或T[i]＜0.5Tarv，则令K[i]=0；

如果0.5Tarv＜T[i]＜2Tarv，则令K[i] = 1 -（T[i] - Tarv）/ Tarv；

其中，K[i]为风力发电场中第i台风机的加权值；

3）计算风力发电场的风机加权平均值，具体计算公式为：

；

其中，Tt为风力发电场的风机加权平均值；

4）计算风力发电场的风机特征温度上限值及风机特征温度下限值，具体计算公式为：

Tu = 1.1×Tt

Td = 0.9×Tt

式中：Tu为风力发电场的风机特征温度上限值，Td为风力发电场的风机特征温度下限值；

5）将步骤1计算出的每台风机的关键特征温度值，与步骤4计算出的风机特征温度上限值、风机特征温度下限值进行比较；

任意一台风机的关键特征温度值高于风机特征温度上限值，或低于风机特征温度下限值，即发出系统报警信息；

6）返回步骤1。

Claims (1)

1.一种基于温度特性的风机运行工况监测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）检测风力发电场中每一台风机的叶桨、主轴轴承及主轴齿轮的工作温度，并根据检测值计算每一台风机的关键特征温度值，具体计算公式为：

T[i] = λTy[i]+аTz[i]+бTc[i]；

式中：1≤i≤N，λ=0.1，а=0.4，б=0.5；

其中，T[i]为风力发电场中第i台风机的关键特征温度值，N为风力发电场中的风机数量；

其中，Ty[i]为风力发电场中第i台风机的叶桨工作温度，Tz[i]为风力发电场中第i台风机的主轴轴承工作温度，Tc[i]为风力发电场中第i台风机的主轴齿轮工作温度；

其中，λ为风力发电场中第i台风机的叶桨工作温度加权值，а为风力发电场中第i台风机的主轴轴承工作温度加权值，б为风力发电场中第i台风机的主轴齿轮工作温度加权值；

2）计算风力发电场中所有风机的特征温度值代数平均值，具体计算公式为：

如果T[i]＞2Tarv或T[i]＜0.5Tarv，则令K[i]=0；

如果0.5Tarv＜T[i]＜2Tarv，则令K[i] = 1 -（T[i] - Tarv）/ Tarv；

其中，K[i]为风力发电场中第i台风机的加权值；

3）计算风力发电场的所有风机加权特征温度值和，具体计算公式为：

；

其中，Tt为风力发电场的所有风机加权特征温度值和；

4）计算风力发电场的风机特征温度上限值及风机特征温度下限值，具体计算公式为：

Tu = 1.1×Tt

Td = 0.9×Tt

式中：Tu为风力发电场的风机特征温度上限值，Td为风力发电场的风机特征温度下限值；

5）将步骤1）计算出的每台风机的关键特征温度值，与步骤4）计算出的风机特征温度上限值、风机特征温度下限值进行比较；

任意一台风机的关键特征温度值高于风机特征温度上限值，或低于风机特征温度下限值，即发出系统报警信息；

6）返回步骤1）。