CN105332862B

CN105332862B - 用于检测风力发电机组工作状态的方法、装置和系统

Info

Publication number: CN105332862B
Application number: CN201510850020.2A
Authority: CN
Inventors: 武飞; 顾富斌; 李坤
Original assignee: Xinjiang Goldwind Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Jinfeng Technology Co ltd
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-02-15
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: CN105332862A

Abstract

本发明的实施例提供了一种用于检测风力发电机组工作状态的方法、装置和系统，该方法包括：检测所述螺栓的载荷；根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态。本发明实施例提供的技术方案通过对安装在风力发电机组的法兰系统上的螺栓的载荷检测，并根据螺栓的载荷与通过法兰系统连接的第一组件和第二组件的载荷的映射关系，可以确定第一组件和第二组件的工作状态，从而可以长期稳定地对风力发电机组的工作状态进行监控，预防风力发电机组的安全事故的发生，检测过程简便，可靠性高。

Description

用于检测风力发电机组工作状态的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种用于检测风力发电机组工作状态的方法、装置和系统。

背景技术

作为一种无污染的可再生能源，风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发展前景，其中风力发电可以极大程度的满足社会对电能的急剧需求。近年来国内风机装机数量的迅速攀升，发生了很多起风机倒塌的事故，而这些事故中很多是因为塔架连接螺栓失效造成的，很多情况甚至是整个塔架法兰盘发生了弯曲变形。对于风力发电机组塔架的状态检测，目前是直接在塔架上贴应变片对塔架的受力状态进行检测，从而确定塔架的工作状态，贴应变片需要专业的测试人员进行安装，并且应变片在安装完毕以后，还需要标定和保养，同时应变片的工作寿命一般在一年以内，稳定性和可靠性差。

发明内容

本发明实施例的目的在于，提供一种用于检测风力发电机组工作状态的方法、装置和系统，稳定性高、可靠性高。

为实现上述发明目的，本发明的实施例提供了一种用于检测风力发电机组工作状态的方法，所述风力发电机组中的法兰系统连接所述风力发电机组中的第一组件和第二组件，所述法兰系统上安装螺栓，该方法包括：检测所述螺栓的载荷；根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态。

进一步地，所述检测所述螺栓的载荷包括：分别检测单个螺栓载荷，并根据所述单个螺栓载荷分别获取单个螺栓的载荷幅值；根据所述单个螺栓的载荷幅值统计得到螺栓的平均载荷。

进一步地，所述根据螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态包括：当判断所述螺栓的平均载荷在0至第一阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于正常工作状态，其中所述第一阈值大于0；或者，当判断所述螺栓的平均载荷在第一阈值至第二阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于预警工作状态，其中所述第二阈值大于第一阈值；或者，当判断所述螺栓的平均载荷在第二阈值至第三阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态，其中所述第三阈值大于第二阈值；或者，当判断所述螺栓的平均载荷大于所述第三阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于故障工作状态。

进一步地，该方法还包括：当任一螺栓的载荷幅值偏差超过偏差阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态。

进一步地，该方法还包括：输出所述第一组件和第二组件的工作状态。

进一步地，所述第一组件和第二组件分别为塔架。

进一步地，所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系为线性关系。

本发明的实施例还提供了一种用于检测风力发电机组工作状态的装置，所述风力发电机组中的法兰系统连接所述风力发电机组中的第一组件和第二组件，所述法兰系统上安装螺栓，该装置包括：检测模块，用于检测所述螺栓的载荷；状态确定模块，用于根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态。

进一步地，所述检测模块包括：检测子模块，用于分别检测单个螺栓载荷；计算子模块，用于根据所述单个螺栓载荷分别获取单个螺栓的载荷幅值；统计子模块，用于根据所述单个螺栓的载荷幅值统计得到螺栓的平均载荷。

进一步地，所述状态确定模块具体用于：当判断所述螺栓的平均载荷在0至第一阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于正常工作状态，其中所述第一阈值大于0；或者，当判断所述螺栓的平均载荷在第一阈值至第二阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于预警工作状态，其中所述第二阈值大于第一阈值；或者，当判断所述螺栓的平均载荷在第二阈值至第三阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态，其中所述第三阈值大于第二阈值；或者，当判断所述螺栓的平均载荷大于所述第三阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于故障工作状态。

进一步地，所述状态确定模块还用于当任一螺栓的载荷幅值偏差超过偏差阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态。

进一步地，该装置还包括：输出模块，用于输出所述第一组件和第二组件的工作状态。

进一步地，所述第一组件和第二组件分别为塔架。

本发明的实施例还提供了一种用于检测风力发电机组工作状态的系统，包括用于连接所述风力发电机组中的第一组件和第二组件的法兰系统，所述法兰系统上安装螺栓，还包括如上所述的用于检测风力发电机组工作状态的装置。

进一步地，所述检测设备集成在工控机中。

本发明实施例提供的用于检测风力发电机组工作状态的方法、装置和系统，通过对安装在风力发电机组的法兰系统上的螺栓的载荷检测，并根据螺栓的载荷与通过法兰系统连接的第一组件和第二组件的载荷的映射关系，可以确定第一组件和第二组件的工作状态，从而可以长期稳定地对风力发电机组的工作状态进行监控，预防风力发电机组的安全事故的发生，检测过程简便，可靠性高。

附图说明

图1示出本发明实施例提供的一种用于检测风力发电机组工作状态的方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例提供的另一种用于检测风力发电机组工作状态的方法的流程示意图；

图3示出了本发明实施例提供的用于检测风力发电机组工作状态的装置的结构示意图；

图4示出本发明提供的用于检测风力发电机组工作状态的方法的应用场景示意图；

图5示出本发明实施例中塔架法兰面的结构示意图；

图6示出本发明一种实施例中用于检测风力发电机组工作状态的装置的结构示意图；

图7示出本发明一种实施例中螺栓的载荷与塔架的载荷的对应关系示意图；

图8示出本发明实施例中塔架法兰的结构示意图；

图9示出本发明实施例中塔架法兰的剖面示意图。

附图标号说明：

310-检测模块、320-状态确定模块、3110-检测子模块、3120-计算子模块、410-塔架、420-法兰面、430-螺栓传感器、610-采集单元、630-电源电路、640-第一操作指示灯、650-程控放大器、660-AD转换器、670-微处理器、620-数据处理单元、680-工控机、690-第二操作指示灯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明示例性实施例的用于检测风力发电机组工作状态的方法、装置和系统进行详细描述。在下述各实施例中的风力发电机组中包括法兰系统，法兰系统连接风力发电机组中的第一组件和第二组件，法兰系统上安装螺栓。其中第一组件和第二组件包括但不限于塔架、主轴、轮毂和/或叶片等。

实施例一

图1示出本发明实施例提供的一种用于检测风力发电机组工作状态的方法的流程示意图，可在用于检测风力发电机组工作状态的装置执行所述方法步骤。

如图1所示，用于检测风力发电机组工作状态的方法包括：

在步骤S110，检测所述螺栓的载荷。在风力发电机组初始安装时，在法兰系统的法兰面安装螺栓传感器，实时或者定时检测螺栓的载荷。可以针对法兰面上的所有螺栓分别安装螺栓传感器，也可以仅针对法兰面上的部分螺栓分别安装螺栓传感器，优选地，螺栓传感器可以均匀分布在法兰面上。对于螺栓传感器的种类，可以根据第一组件和第二组件的受力形式进行具体选择，当第一组件和第二组件(例如为塔架时)主要受轴向的力，包括但不限于拉力时，螺栓传感器可以选择轴向传感器，例如包括但不限于垫圈式压力传感器；当第一组件和第二组件(例如轮毂)既受到轴向的力又受到扭力时，螺栓传感器可以包括轴向传感器和扭力传感器。

在步骤S120，根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态。

对于相互连接的部件，彼此之间有作用力和反作用力，因此，通过螺栓的载荷以及螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系就可以得到第一组件和第二组件的载荷，根据第一组件和第二组件的载荷可以确定第一组件和第二组件的工作状态。

本实施例中的用于检测风力发电机组工作状态的方法通过对安装在风力发电机组的法兰系统上的螺栓的载荷检测，并根据螺栓的载荷与通过法兰系统连接的第一组件和第二组件的载荷的映射关系，可以实时确定第一组件和第二组件的工作状态，以及可以间接得到风力发电机组基础及大部分组件的工作状态，实现风力发电机组工作状态的实时监控并提供预警，避免重大安全事故的发生。同时，还可以判断出法兰系统中的螺栓安装是否合格，安全可靠。

实施例二

图2示出了本发明实施例提供的另一种用于检测风力发电机组工作状态的方法的流程示意图，可视为图1所示方法实施例的一种具体实现方式。如图2所示，相比图1所示实施例的方法步骤，图2中具体示出了具体如何检测螺栓的载荷；如何确定第一组件和第二组件的工作状态。如图2所示，用于检测风力发电机组工作状态的方法包括如下步骤：

针对步骤S110中，本实施例具体包括步骤S210和S220。

在步骤S210中，分别检测单个螺栓载荷，并根据所述单个螺栓载荷分别获取单个螺栓的载荷幅值。在风力发电机组中单个螺栓载荷不断变化，其输出类似正弦波。根据检测到的单个螺栓载荷，可以获取其载荷幅值。

在步骤S220中，根据单个螺栓的载荷幅值统计得到螺栓的平均载荷。通过统计算法统计法兰面上检测到的单个螺栓的载荷幅值从而得到螺栓的平均载荷(下述所称螺栓的载荷都表示本步骤中所统计得到的螺栓的平均载荷)。

在上述步骤的基础上，步骤S120中，根据所述螺栓的平均载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态包括四种具体情况，分别对应于步骤S230、S240、S250和S260.随着风力发电机组的运行，风力发电机组中的法兰系统上安装的单个螺栓载荷也在不断变化，对应的螺栓的平均载荷也在不断变化。螺栓起到紧固、支撑和承重等等的作用，根据螺栓的性能，设置螺栓的平均载荷的正常工作阈值为第一阈值，预警阈值为第二阈值，报警阈值为第三阈值，第三阈值大于第二阈值，第二阈值大于第一阈值，第一阈值大于0。

在步骤S230中，当判断所述螺栓的平均载荷在0至第一阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于正常工作状态。此时第一组件和第二组件载荷增长缓慢，对于风力发电机组的维护人员而言，无需进行处理。

在步骤S240中，当判断所述螺栓的平均载荷在第一阈值至第二阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于预警工作状态。此时第一组件和第二组件的载荷增长速度相对于步骤S230中的载荷增长速度变快；对于风力发电机组的维护人员而言，需要对风力发电机组进行综合检测。

在步骤S250中，当判断所述螺栓的平均载荷在第二阈值至第三阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态，发出报警。此时第一组件和第二组件的载荷增长速度相对于步骤S240中的载荷增长速度变快；对于风力发电机组的维护人员而言，需要对第一组件和第二组件进行现场检查。

在步骤S260中，当判断所述螺栓的平均载荷大于所述第三阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于故障工作状态，发出故障信号。此时第一组件和第二组件的载荷增长速度相对于步骤S250中的载荷增长速度变快；对于风力发电机组的维护人员而言，需要对风力发电机组进行停机检查，再进行故障分析。

在上述步骤的基础上，还可以包括步骤S270，在步骤S270中，当任一螺栓的载荷幅值偏差超过预设的偏差阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态。外力对单个螺栓的疲劳寿命会造成影响，因此，单个螺栓的载荷幅值偏差超过预设的偏差阈值时，也需要发出报警，由风力发电机组的维护人员对第一组件和第二组件进行现场检查。

在上述步骤的基础上，还可以包括步骤S280，在步骤S280中，输出所述第一组件和第二组件的工作状态。在这里输出第一组件和第二组件的工作状态的方式可通过但不限于，指示灯闪烁、提示音、预设提示图标等。指示灯闪烁、提示音、预设提示图标等可以在第一组件和第二组件现场进行输出，可以将第一组件和第二组件的工作状态传输给风力发电机组的可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)或者风力发电机组的其他状态监测系统，由PLC或者风力发电机组的其他状态监测系统根据第一组件和第二组件的工作状态进行综合调配。

在具体的实现方式中，第一组件和第二组件包括但不限于塔架、主轴、轮毂和/或叶片等。当第一组件和第二组件都为塔架时，在步骤S120，根据工程算法和实测经验值统计得到，螺栓的平均载荷与第一组件和第二组件的载荷的映射关系近似为线性关系。当法兰系统连接的第一组件为主轴和第二组件为机舱底座时、第一组件为叶片和第二组件为变桨轴承的外圈时、第一组件为轮毂和第二组件为变桨轴承的内圈时和/或第一组件为转子和第二组件为轮毂时等，通过螺栓的平均载荷以及螺栓的平均载荷与第一组件和第二组件的载荷的映射关系就可以得到第一组件和第二组件的载荷，根据第一组件和第二组件的载荷可以确定第一组件和第二组件的工作状态。由于主轴和机舱底座、叶片和变桨轴承的外圈、轮毂和变桨轴承的内圈以及转子和轮毂的相对工作状态与塔架与塔架之间的相对工作状态不尽相同，因此，在上述情况下螺栓的平均载荷与第一组件和第二组件的载荷的映射关系可以根据工程算法和实测经验值得出。

除了在上述步骤中根据螺栓的平均载荷确定第一组件和第二组件的工作状态，还可以根据作用力之间的关系通过螺栓的平均载荷得到第一组件和第二组件的固有频率等属性参数，从而更准确地确定风力发电机组的运行和维护策略。

实施例三

图3示出了本发明实施例提供的用于检测风力发电机组工作状态的装置的结构示意图。可用于执行图1所示实施例的方法步骤，如图3所示，该用于检测风力发电机组工作状态的装置包括：检测模块310和状态确定模块320，其中：

检测模块310，用于检测所述螺栓的载荷。

状态确定模块320，用于根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态。

可选地，检测模块310可包括：

检测子模块3110，用于分别检测单个螺栓载荷。

计算子模块3120，用于根据所述单个螺栓载荷分别获取单个螺栓的载荷幅值；统计子模块，用于根据所述单个螺栓的载荷幅值统计得到螺栓的平均载荷。

更进一步地，所述状态确定模块320还用于当任一螺栓的载荷幅值偏差超过偏差阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态。

为了充分对用于检测风力发电机组工作状态的装置所确定的第一组件和第二组件的工作状态进行处理，优选地，该装置还包括：输出模块，用于输出所述第一组件和第二组件的工作状态。在具体应用中，该输出模块可以包括但不限于至少以下之一：指示灯、蜂鸣器和显示器等，也可以与风力发电机组的PLC通信，将第一组件和第二组件的工作状态输出给PLC，由PLC根据第一组件和第二组件的工作状态进行综合调配。

上述图1和图2所示实施例的全部或部分方法步骤可通过图3所示实施例中的用于检测风力发电机组工作状态的装置执行完成，在此对其步骤原理不做赘述。

本实施例中的用于检测风力发电机组工作状态的装置通过对安装在风力发电机组的法兰系统上的螺栓的载荷检测，并根据螺栓的载荷与通过法兰系统连接的第一组件和第二组件的载荷的映射关系，可以确定第一组件和第二组件的工作状态，从而可以长期稳定地对风力发电机组的工作状态进行监控，预防风力发电机组的安全事故的发生，检测过程简便，可靠性高。

可选地，所述检测设备集成在工控机中。

由于该用于检测风力发电机组工作状态的系统具有上述用于检测风力发电机组工作状态的装置相应的技术效果，在此不再赘述。

图4示出本发明提供的用于检测风力发电机组工作状态的方法的应用场景示意图。图5示出本发明实施例中塔架法兰面的结构示意图。图6示出本发明一种实施例中用于检测风力发电机组工作状态的装置的结构示意图。本应用场景具体是风力发电机组的塔架(可视为上述实施例中的第一组件和第二组件的具体实现方式)，该塔架可以包括但不限于超高塔架、柔性塔架和/或混凝土塔架等。在塔架的法兰系统的法兰面分布螺栓传感器，实时检测螺栓的静态和动态载荷，从而确定塔架的工作状态，准确进行报警。尤其对于海上风力发电机组的塔架而言，综合受到风、浪涌和潮汐的作用，通过长期检测塔架法兰面螺栓的载荷，准确得到塔架的工作状态，可以根据检测结果，确定检修的时间，按需准备备件和检修，提高风力发电机组的运行安全性和可靠性。

下面结合具体的应用场景，来进一步更直观地说明一下本发明实施例的具体应用。根据风力发电机组的塔架高度不同，塔架一般分为三段式或者四段式，在塔架安装时，在塔架法兰面上安装螺栓传感器，检测单个螺栓载荷。可以在全部或者部分法兰面进行检测，每个法兰面上安装采集单元(可视为实施例三中检测模块的具体实现方式)，并设置数据处理单元(可视为实施例三中状态确定模块的具体实现方式)。其中采集单元主要用于数据采集和传输功能，可选地，采集单元之间可以以控制器局域网络(Controller AreaNetwork,CAN)总线连接，或者采用其他协议的通信方式，例如包括但不限于MODBUS通信协议和以太网控制自动化技术(EthernetControl Automation Technology，EtherCAT)协议等等以网线传输信号，也可以采用无线传输的方式进行通信；数据处理单元主要用于配置采集单元的采集参数、发送采集指令、数据存储、数据处理功能和报警功能。其中报警功能是通过对比数据处理结果和预设门槛值，检测塔架及螺栓的载荷是否正常。与采集单元之间通信的方式相类似，数据处理单元也可以采用网线或者无线等方式与采集单元之间通信。如果要检测全部塔架法兰面需要4个或5个采集单元，根据每个法兰面上螺栓的数量设置螺栓传感器(可视为实施例三中的检测子模块的具体实现方式)，可选地每个采集单元分别包括4～6颗螺栓传感器，为使得单个螺栓载荷的检测结果更准确，螺栓传感器在法兰面上均匀分布。螺栓传感器包括轴向传感器和/或扭力传感器，其中轴向传感器可以包括但不限于螺栓传感器是惠斯通桥路的应变式垫圈式压力传感器、采用螺栓一体的应变计拉力传感器和/或采用压电陶瓷式的压力传感器等。根据客户选择，在顶部法兰出还可以加配倾角仪。可选地，还可以根据用户对风力发电机组的监控要求，在顶部法兰面配置倾角仪，对塔架的倾角进行检测，结合根据螺栓的载荷确定的塔架的工作状态，进一步判断塔架是否正常工作以及是否需要进行报警。

参见图4～6，塔架410中的法兰面420上分别设置采集单元610，在本实施例中，每个采集单元可以最高按照20Hz速率采集6颗螺栓传感器430的信号，在本实施例中螺栓传感器采用的是垫圈式压力传感器，压力传感器采用350欧姆电阻组成的惠斯通桥路，灵敏度在2mV/V左右，其中电源电路630给螺栓传感器430供电，第一操作指示灯640用于指示采集单元是否工作。螺栓传感器430输出的单个螺栓载荷经过程控放大器650和AD转换器660进行处理后在微处理器670(可视为实施例三中的计算子模块的具体实现方式)的控制下通过CAN总线传输给数据处理单元620。数据处理单元620接收到采集单元输出的信号后，通过工控机680确定塔架的工作状态，第二操作指示灯690指示数据处理单元是否工作。

图7示出本发明一种实施例中螺栓的载荷与塔架的载荷的对应关系示意图。参见图7，根据工程算法和实测经验值得出螺栓的平均载荷Fs与塔架载荷Z可以近似为三段线关系，，各段折线系数对应于三段式塔架和四段式塔架高度、壁厚及法兰型号而变化。根据本实施例提供的螺栓的平均载荷与塔架的载荷的对应关系，当检测到螺栓的平均载荷Fs后，可以计算出塔架载荷Z。在计算塔架载荷Z的过程中会涉及到以下参数：F_{_III}是螺栓的许用载荷、F_S是螺栓的平均载荷、F_V是螺栓的静态载荷、P是螺栓相对法兰连接系统的刚度、Z是塔架载荷、a是螺栓孔到法兰内缘的距离、b是螺栓孔到塔架中心线的距离、C_D是法兰刚度、C_S是螺栓刚度、λ是影响因子、λ*是在法兰正压力为零的情况下的影响因子，t是法兰厚度，其中，外部塔架及法兰系统要满足如下条件：((a+b))/t≤3。上述参数中，F_V、a、b、C_D、C_S的取值根据不同的螺栓与法兰类型有所不同，一旦选定类型，其均属已知常量；λ、λ*属于工程系数，可以自定义。Z_{_I}、Z_{_II}是在选定法兰跟螺栓及其数量后，利用a、b、C_D、C_S根据本领域已知的相关计算方法能够得到的。F_{_I}、F_{_II}和F_{_III}是根据工程算法、实测经验值以及不同螺栓类型自定义的值。

具体的计算方式如下：

情况一：当检测到F_s小于F_{_I}和F_{_II}时，正常记录计算出来的Z值，其中，0～Z_{_I}(对应于F_s小于F_{_I})阶段时塔筒受力增长缓慢，处于健康的受力状态；在Z_{_I}～Z_{_II}(对应于F_s大于F_{_I}且小于F_{_II})阶段塔筒受力开始快速增加阶段，需要维护人员对所有传感器数据进行综合分析和判断再做决断。此情况下，可以采用以下公式1)和2)计算塔架载荷Z。

当Fs≤F_{_I}时：

其中，

当F_{_I}<Fs<F_{_II}时：

情况二：当检测到Fs大于F_{_II}时，法兰张开，螺栓受力状态发生突变；在Z_{_II}～Z_{_III}(对应于Fs大于F_{_II}小于F_{_III})阶段，塔筒螺栓受力发生突变，在线设备发出报警，人员需要立即对塔筒所处状态进行判断并分析原因，安排维护人员现场检查。此情况下，可以采用以下公式3)计算塔架载荷Z。

当F_{_II}<Fs<F_{_III}时：

情况三：当检测到Fs大于F_{_III}时，即Z大于Z_{_III}，先发出报警，并停机操作，再安排维护人员对故障进行分析。

图8示出本发明实施例中塔架法兰的结构示意图。图9示出本发明实施例中塔架法兰的剖面示意图。参见图8、9，将本发明用于检测风力发电机组工作状态的方法应用到1.5MW机组的塔架中，连接法兰塔筒厚度t＝20mm，用到132颗M42的310mm长的螺栓810。根据上述公式1)-3)的计算公式可以得出：a＝95mm、b＝82.5mm、Cs＝1136495.69N/mm、Cd＝5061658.8N/mm、p＝0.183N/mm、λ＝2.24、Fv＝705600N、Z_{_I}＝213667.61N、Z_{_II}＝385623.49N。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于检测风力发电机组工作状态的方法，其特征在于，所述风力发电机组中的法兰系统连接所述风力发电机组中的第一组件和第二组件，所述法兰系统上安装螺栓，该方法包括：

检测所述螺栓的载荷；

根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态；其中，所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系为线性关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述螺栓的载荷包括：

分别检测单个螺栓载荷，并根据所述单个螺栓载荷分别获取单个螺栓的载荷幅值；

根据所述单个螺栓的载荷幅值统计得到螺栓的平均载荷。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态包括：

当判断所述螺栓的平均载荷在0至第一阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于正常工作状态，其中所述第一阈值大于0；或者

当判断所述螺栓的平均载荷在第一阈值至第二阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于预警工作状态，其中所述第二阈值大于第一阈值；或者

当判断所述螺栓的平均载荷在第二阈值至第三阈值之间时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态，其中所述第三阈值大于第二阈值；或者

当判断所述螺栓的平均载荷大于所述第三阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于故障工作状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当任一螺栓的载荷幅值偏差超过偏差阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括:

输出所述第一组件和第二组件的工作状态。

6.一种用于检测风力发电机组工作状态的装置，其特征在于，所述风力发电机组中的法兰系统连接所述风力发电机组中的第一组件和第二组件，所述法兰系统上安装螺栓，该装置包括：

检测模块，用于检测所述螺栓的载荷；

状态确定模块，用于根据所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系确定所述第一组件和第二组件的工作状态；其中，所述螺栓的载荷与所述第一组件和第二组件的载荷的映射关系为线性关系。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括：

检测子模块，用于分别检测单个螺栓载荷；

计算子模块，用于根据所述单个螺栓载荷分别获取单个螺栓的载荷幅值；

统计子模块，用于根据所述单个螺栓的载荷幅值统计得到螺栓的平均载荷。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述状态确定模块具体用于：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述状态确定模块还用于当任一螺栓的载荷幅值偏差超过偏差阈值时，确定所述第一组件和第二组件处于报警工作状态。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

输出模块，用于输出所述第一组件和第二组件的工作状态。

11.一种用于检测风力发电机组工作状态的系统，其特征在于，包括用于连接所述风力发电机组中的第一组件和第二组件的法兰系统，所述法兰系统上安装螺栓，还包括如权利要求6至10任一项所述的用于检测风力发电机组工作状态的装置。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述检测装置集成在工控机中。