CN103362756A - 风力发电机状态监视系统报警生成方法 - Google Patents

风力发电机状态监视系统报警生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风力发电机状态监视系统报警生成方法，包括：步骤S10：风速范围设置，在控制部设置至少两个以上的风速范围；步骤S20：振动信号获取，获取风力发电机的一处或风力发电机配件的一处的振动信号；步骤S30：振动级计算，计算出在所述振动信号的振动级；步骤S40：数据存储，将有效振动级数据存储于数据存储部；步骤S50：设置各风速范围报警标准值；步骤S60：报警信号生成，所述控制部比较判断属于一个风速范围的时段获取的振动信号的振动级与属于该风速范围的各风速范围报警标准值，向管理员发出报警信号。采用本发明的技术方案，可实时监视风力发电机的状态，并能够在风力发电机出现致命故障或损伤发生之前预先探知。

Description

风力发电机状态监视系统报警生成方法
技术领域
本发明属于风力发电机监视系统领域，尤其涉及一种风力发电机状态监视系统报警生成方法。
背景技术
利用风生产电力的风力发电系统一般由风力发电机和对其进行控制的中央控制装置构成。风力发电机一般由借助于风而旋转的叶片、由把叶片的旋转能转换为电能的装置构成的机舱、连接叶片与机舱的轮毂、支撑机舱的塔构成。另外，所述风力发电机和中央控制装置之间采用有线或无线方式相互连接。
为使昂贵的风力发电机长时间保持于正常状态，需要在致命故障或损伤发生之前预先探知，进行修理或采取其它措施。但是，由于人工操作不可能实时监视风力发电机，因此，需要通过监测风力发电机表现出的特定参数来实现风力发电机的状态监视，这对于远离陆地的海上风力发电机等而言尤为迫切，同时需要确保报警的有效性，但现在技术发展却远远不够。
因此，现有技术存在缺陷需要改进。
发明内容
本发明旨在提供一种风力发电机状态监视系统报警生成方法，始终监视风力发电机的状态，如果发生异常征候，则将其告知管理员，以便能够在致命故障或损伤发生之前预先探知，进行修理或采取其它措施。
本发明旨在提供一种风力发电机状态监视系统报警生成方法，在故障或异常征候预测方面使用振动信号，因而信号流程及数据处置不会混合，而且，其设置方法具体，故障预测的有效性出色。
针对风力发电机状态监视系统报警生成方法，本发明的风力发电机状态监视系统报警生成方法的特征在于，包括：
步骤S10：风速范围设置，在控制部设置至少两个以上的风速范围；
步骤S20：振动信号获取，利用加速度表，获取风力发电机的一处或风力发电机配件的一处的振动信号；
步骤S30：振动级计算，演算部计算出在所述振动信号获取步骤S20中获取的振动信号的振动级；
步骤S40：判断及数据存储，在判断认为由窗口传感器测量的风的速度在所述风速范围中的一个风速范围内至少保持了设定持续时间的情况下，控制部将属于在一个风速范围内保持了设定持续时间的时段获取的振动信号的有效振动级数据存储于数据存储部；
步骤S50：标准值设置，利用存储于所述数据存储部、属于在所述一个风速范围内保持了设定持续时间的时段获取的振动信号的有效振动级数据，设置各风速范围报警标准值；
步骤S60：报警信号生成，所述控制部比较判断属于一个风速范围的时段获取的振动信号的振动级与属于该风速范围的各风速范围报警标准值，向管理员发出报警信号。
本发明提供了一种风力发电机状态监视系统报警设置方法，可实时监视风力发电机的状态，如果监视风力发电机处于异常状态指，则及时其告知管理员，以便能够在致命故障或损伤发生之前预先探知，进行修理或采取其它措施。
另外，本发明提供的一种风力发电机状态监视系统报警生成方法，在风力发电机出现故障或异常征候预测方面使用振动信号，因而信号流程及数据处置不会混乱，而且，其设置方法具体，故障预测的有效性出色。
附图说明
图1是本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法流程图。
图2是本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成装置结构图。
附图中，10：加速度表；20：控制部；30：窗口传感器；40：数据存储部；50：发送部。
具体实施方式
如图1所示，本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法，包括风速范围设置步骤S10、振动信号获取步骤S20、振动级计算步骤S30、判断及数据存储步骤S40、设置各风速范围报警标准值S的标准值设置步骤S50和报警信号生成步骤S60构成。
如图1所示，在本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法中，在风速范围设置步骤S10中，在控制部设置至少两个以上的风速范围（W=W1，W2...）。在振动信号获取步骤S20中，利用加速度表10，获取风力发电机或风力发电机机舱的一处或风力发电机主要构成配件，如轴承、齿轮箱或发电机等任一处的振动信号。
然后，在振动级计算步骤S30中，演算部25计算在所述振动信号获取步骤S20中获取的振动信号的振动级所述振动级的单位时间为Δt=1秒。
然后，在判断及数据存储步骤S40中，在判断认为由窗口传感器30，或称为气象传感器，用于至少感知风速的传感器，测量的风的速度在所述风速范围W中的一个风速范围内至少保持了设定持续时间D1的情况下，控制部20把属于在一个风速范围内保持了设定持续时间D1的时段获取的振动信号的有效振动级数据De(t)存储于数据存储部40。
然后，在标准值设置步骤S50中，数据存储部40利用存储于所述数据存储部40、属于在所述一个风速范围内保持了设定持续时间D1的时段获取的振动信号的有效振动级数据De(t)，设置各风速范围报警标准值S。
然后，在报警信号生成步骤S60中，控制部20比较判断属于一个风速范围W的时段获取的振动信号的振动级Vr与属于该风速范围的各风速范围报警标准值S，向管理员发出报警信号。
如图1所示，在本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法中，优选判断及数据存储步骤S40在判断认为实时风速属于设置的一个风速范围的情况下，存储在所述振动级计算步骤步骤S30中计算出的振动级数据，在风速的持续时间未达到设定持续时间D1的情况下，删除振动级数据，只有在风速的持续时间为设定持续时间D1以上的情况下，才把振动级数据存储于数据存储部40。
如图1所示，在本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法中，所述标准值设置步骤S50利用多个有效振动级数据De(t)，设置各风速范围报警标准S，以各个有效振动级数据De(t)的振动级平均值Davg为基础，设置各风速范围平均值标准临界值S-avg。控制部20在属于一个风速范围内保持了设定持续时间D1的时段获取的振动信号的振动级数据的平均值超出属于该风速范围的所述各风速范围平均值标准临界值S-avg的情况下，向管理员发出报警信号。
如图1所示，在本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法中，标准值设置步骤S50利用多个有效振动级数据De(t)设置各风速范围报警标准值S，以在各个有效振动级数据De(t)的振动级最高值Dmax、振动级最小值Dmin以及Dx%值=Dmin+（Dmax-Dmin）×X/100，其中，X=5～95中的一个整数中选择的至少一个值为基础，设置各风速范围最高值标准临界值S-max、各风速范围最小值标准临界值S-min或各风速范围特定中间值标准临界值S-x%。
如图1所示，在本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法中，在报警信号生成步骤S60中，控制部20在属于一个风速范围内保持了设定持续时间D1的时段获取的振动级数据的最大值、最小值或Dx%值超过相互匹配的各风速范围最高值标准临界值S-max、各风速范围最小值临界值S-min或各风速范围特定中间值标准临界值S-x%的情况下，向管理员表现出报警信号。
如图1所示，在本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法中，控制部20把属于在一个风速范围内保持了设定持续时间D1的时段获取的振动信号的有效振动级数据De(t)的振动级平均值Davg存储于数据存储部40。控制部20按第1中期管理单位采集60～2000份的所述有效振动级数据De(t)的振动级平均值Davg后，在其中把第1中期管理单位最高值、第1中期管理单位最小值、以及在第1中期管理单位Dy%值=第1其中管理单位最高值+（第1中期管理单位最高值-第1中期管理单位最小值）×y/100（其中，y=5～95中的一个整数）中选择的1～5个值，作为第1中期管理单位代表值存储于数据存储部40。
其中，有效振动级数据的测量单位时间及风速范围内的设定持续时间D1为1分钟左右（属于短期管理单位），分钟单位的振动级平均值Davg汇集60个（一个风速范围60分钟的份量）后，可以以其中的最高值、最小值为时间单位（中期管理单位）代表值，存储于数据存储部。另外，可以采集时间单位信息，取天单位（24小时，长期管理单位）代表值，通过管理或显示部进行显示。
如图1所示，在本发明一个实施例的风力发电机状态监视系统报警生成方法中，优选设定持续时间D1为10秒～3分钟，有效振动级数据De(t)的数据获取时间为10秒～3分钟。优选的，y值为5～30时，能够提示更有意义的信息。进一步而言，在正常状态下，可以把6个月间连续测量的有效振动级数据De(t)作为报警值设置的基本数据。
如图2所示，实时振动级数据及有效振动级数据De(t)以有线或无线方式，通过发送部50传送给远程服务器系统。
本发明就所述提及的优选实施例进行了说明，但本发明的范围并非限定于这种实施例，本发明的范围由权利要求书确定，包括属于与本发明均等范围的多种修改及变形。
需要指出的是，权利要求书中记载的附图符号单纯用于辅助理解本发明，不对权利范围的解释造成影响，不得根据记载的附图符号缩窄解释权利范围。

Claims (7)

1.一种风力发电机状态监视系统报警生成方法，其特征在于，包括：
步骤S10：风速范围设置，在控制部设置至少两个以上的风速范围；
步骤S20：振动信号获取，利用加速度表，获取风力发电机的一处或风力发电机配件的一处的振动信号；
步骤S30：振动级计算，演算部计算出所述振动信号的振动级数据；
步骤S40：判断及数据存储，在判断认为由窗口传感器测量的风速在所述风速范围中的一个风速范围内至少保持了设定持续时间的情况下，控制部将属于在一个风速范围内保持了设定持续时间的时段获得的振动信号的有效振动级数据存储于数据存储部；
步骤S50：标准值设置，利用所述有效振动级数据，设置各风速范围报警标准值；
步骤S60：报警信号生成，所述控制部比较判断所述振动级数据与所述报警标准值，向管理员发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的风力发电机状态监视系统报警生成方法，其特征在于，步骤S40中，在判断认为风速属于设置的一个风速范围的情况下，存储所述步骤S30中计算的所述振动级数据，当风速的持续时间未达到所述设定持续时间时，删除振动级数据，当风速的持续时间达到所述设定持续时间以上时，将振动级数据存储于所述数据存储部。
3.根据权利要求2所述的风力发电机状态监视系统报警生成方法，其特征在于，步骤S50中，
为利用多个有效振动级数据，设置所述各风速范围报警标准值，将所述多个有效振动级数据的振动级取平均值为基础，设置所述各风速范围报警标准值的平均标准临界值；
所述控制部在属于一个风速范围内保持了设定持续时间的时段获取的振动信号的振动级数据的平均值超出属于该风速范围的所述各风速范围报警标准值的平均标准临界值时，向管理员发出报警信号。
4.根据权利要求2所述的风力发电机状态监视系统报警生成方法，其特征在于，步骤S50中，
利用多个有效振动级数据设置所述各风速范围报警标准值，
以所述多个有效振动级数据中的振动级最高值（Dmax）、振动级最小值（Dmin）以及设置Dx%值=Dmin+（Dmax-Dmin）×X/100（其中，X=5～95中的一个整数）中选择的至少一个值为基础，设置各风速范围的最高值标准临界值（S-max）、各风速范围的最小值标准临界值（S-min）或各风速范围特定中间值标准临界值（S-x%）；
在步骤S60中，所述控制部在属于一个风速范围内保持了设定持续时间的时段获取的振动级数据的最大值或Dx%值超过相互匹配的各风速范围最高值标准临界值（S-max）、各风速范围最小值标准临界值（S-min）或各风速范围特定中间值标准临界值（S-x%）的情况下，向管理员发出报警信号。
5.根据权利要求2所述的风力发电机状态监视系统报警生成方法，其特征在于，
所述控制部将属于在一个风速范围内保持了设定持续时间的时段获取的振动信号的有效振动级数据的振动级平均值存储于数据存储部，所述控制部按第1中期管理单位采集60～2000份的所述有效振动级数据的振动级平均值后，在其中把第1中期管理单位最高值、第1中期管理单位最小值、以及在第1中期管理单位Dy%值=第1中期管理单位最高值+（第1中期管理单位最高值-第1中期管理单位最小值）×y/100（其中，y=5～95中的一个整数）中选择的1～5个值，作为第1中期管理单位代表值存储于数据存储部。
6.根据权利要求2所述的风力发电机状态监视系统报警生成方法，其特征在于，所述设定持续时间为10秒～3分钟；所述有效振动级数据的数据获取时间为10秒～3分钟。
7.根据权利要求5所述的风力发电机状态监视系统报警生成方法，其特征在于，所述y值为5～30。
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