CN109779846B - 基于风电机组温度的故障预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于风电机组温度的故障预警方法,包括:S1、全风电场风电机组中的一个为监测机组,其余为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;S2、采集监测机组其中一监测位点温度;S3、同步采集参比机组同一监测位点的温度,构成第一参比温度集合,并求平均值得第一参比温度;S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,若超过第一参比温度50%,判断监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,若是,则发出故障预警信号。本发明具有实现对风电机组设备的早期异常情况及时提醒、以规避严重故障,有效减少误报警率的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及风电机组监测技术领域。更具体地说,本发明涉及一种基于风电机组温度的故障预警方法。
背景技术
大型并网风力发电机组多地处气候变化多端的高山、荒原或海岸,风的速度和方向不断变化。而风力发电机组的主要部件大都被安排在机舱中,由于安装在高高的塔架上,各部件随时承受着复杂多变的载荷影响,发生故障的概率远高于地面设备。长期以来,风电机组一直采用“计划检修”、“事后维修”的模式,由于缺乏对机组运行专题准确的判断和健康分析,计划检修造成了不必要的维护,而事后维修,故障可能已经造成设备及器件的损坏,同时,在狭小的机舱内几乎没有处理严重故障的可行性,而动用大型的起重机械,不仅需要花费大量的钱财、人力、物力,而且专业的大型起重机械数量较少,等待时间较长,造成很长的停机时间和较大的发电损失。因此,如果可以在设备出现异常情况的早期及时发现,及时提醒,尽快处理,则可很大程度上规避严重故障的出现。
目前通过监控风力发电机组温度来监控风力发电机组的运行状况被广泛应用,但大多数是基于恒定单一温度阈值预警、或者基于某一参数划分工况,而并未考虑实际应用中,环境温度、气压等对风力发电机组温度的影响,而导致误报警率高。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种基于风电机组温度的故障预警方法,实现对风电机组设备的早期异常情况及时提醒、以规避严重故障的出现的情况下,有效减少误报警率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种基于风电机组温度的故障预警方法,包括:
S1、全风电场风电机组中的一个为监测机组,其余为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;
S2、采集监测机组其中一监测位点温度;
S3、同步采集参比机组同一监测位点的温度,构成第一参比温度集合,并求平均值得第一参比温度;
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,若超过第一参比温度50%,判断监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,若是,则发出故障预警信号。
优选的是,确定监测机组为正常工作状态,步骤S3中求第一参比温度集合平均值前剔除处于非正常工作状态的参比机组的温度,剔除大于监测机组监测位点理论最大值2倍的温度。
优选的是,步骤S4故障预警信号为一般预警信号、严重预警信号、及紧急预警信号中的一种,其中,当监测机组的温度≤监测位点故障停止激活温度时,发出一般预警信号,当监测位点故障停止激活温度<监测机组的温度≤监测位点故障激活温度,发出严重预警信号,当监测机组的温度>监测位点故障激活温度时,发出紧急预警信号。
优选的是,步骤S3还包括:以-200kW为起点,100kW为间隔将监测机组的工作功率分为多个功率区间;
每月1号00:40分采集监测机组同一位点当前时间至推前2-5年的历史运行温度,按照每个温度对应工作功率所属功率区间分为不同温度集合,并求每个温度集合的平均值,得不同功率区间对应的第二参比温度;
步骤S4具体为:监测机组的温度超过第一参比温度50%,且监测机组当前时间至推前1h温度数据持续上升,同时超过对应功率区间的第二参比温度50%,则发出故障预警信号,其中,监测机组温度的采集时间为该月1号00:40分至下月00:40分。
优选的是,如权利要求4所述的基于风电机组温度的故障预警方法,还包括:S5,若监测机组的温度未超过第一参比温度50%,且未超过第二参比温度50%,将该温度存入监测机组监测位点的历史运行温度。。
优选的是,步骤S3还包括:测定机舱内每个第一温度传感器距离机舱底端通风孔的最短空间距离,构成空间距离集合,将空间距离集合内的最短空间距离以最小值为起点,最大值和最小值差的四分之一为间隔将最短空间距离由小至大分为四个距离区间,分别为区间Ⅰ、区间Ⅱ、区间Ⅲ、及区间Ⅳ;
全风电场的每个风电机组均包括叶片、机舱、及塔架,每个机舱配套设置预警装置,所述预警装置包括:
通风箱,其为顶端开口的长方体形,所述通风箱顶端密封一体成型对接设于所述机舱底端,且所述塔架穿过所述通风箱底端面支撑于所述机舱底端,所述通风箱底面水平设置且贯穿开设有通孔和两个圆孔,其中,其中一个圆孔位于所述通风箱靠近叶片的一端,另一个圆孔位于所述通风箱远离叶片的一端,所述通风箱内位于通孔和任意圆孔间均竖直卡设有隔板,所述机舱底面位于两隔板与对应通风箱端面间均贯穿设置一个通风孔;
散热机构,其位于所述通风箱内,包括:
转动件,其包括滑动设于所述通孔内的具有外螺纹的螺纹柱,所述螺纹柱侧壁顶端和底端均向外延伸形成限位环,所述螺纹柱顶端向下凹陷具有容纳槽,所述机舱底端位于所述容纳槽上方固设有伸缩气缸,所述伸缩气缸的伸缩端固接于所述容纳槽的底端;
主动件,其包括与所述螺纹柱螺接的螺纹管,所述螺纹管的底端与所述通风箱的底面可转动连接,所述螺纹管外周上下间隔凹陷形成两个第一皮带轮;
两个从动件,两个从动件一一对应设于两个圆孔内,每个从动件均包括覆设于所述圆孔底面的滤网、位于滤网上方且水平固设于所述圆孔内的下板体、转动设于所述下板体顶面的上板体、与所述上板体竖直固接的连接杆,所述连接杆与所述圆孔同轴设置,其中,所述连接杆位于所述圆孔外的部分固接第二皮带轮,两个第二皮带轮分别与两个第一皮带轮皮带连接;
主控电路,其包括:
第二温度传感器,其设于机舱内,用于检测机舱温度;
位移传感器,其位于所述通风箱内,并设于位于上方的限位环上,用于检测位于上方的限位环的位移量,以最小位移量为起点,最大位移量的四分之一为间隔将位移量由小至大分为五个档,分别为Ⅰ档、Ⅱ档、Ⅲ档、Ⅳ档、及Ⅴ档,当位移量为Ⅰ档时,位于下方的限位环与所述通风箱的底端抵接,所述上板体和所述下板体交错,关闭圆孔;当位移量为Ⅱ档时,上板体和下板体间的夹角为45°;当位移量为Ⅱ档时,上板体和下板体间的夹角为45°;当位移量为Ⅲ档时,上板体和下板体间的夹角为90°;当位移量为Ⅳ档时,上板体和下板体间的夹角为 135°;当位移量为Ⅴ档时,位于上方的限位环向与所述螺纹管顶面抵接,所述上板体和所述下板体重合,开启圆孔;
气缸控制模块,其与伸缩气缸连接,若机舱温度≥预设温度,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅴ档;若机舱温度<预设温度,判断对应机舱内是否有第一温度传感器对应监测位点发出故障预警信号,若无,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅰ档,若有,确定全部第一温度传感器对应的最短空间距离的最大值对应的距离空间,若为区间Ⅰ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅱ档,若为区间Ⅱ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅲ档,若为区间Ⅲ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅳ档,若为区间Ⅳ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅴ档,其中,预设温度低于机舱故障停止激活温度 5-10℃。
优选的是,所述通风孔上覆设钢网。
本发明至少包括以下有益效果:
第一、通过与监测机组同一型号的参比机组的平均温度作为参比对象,相较于现有的恒定单一温度阈值预警、或者基于某一参数划分工况,能够考虑到实际应用中环境温度、气压等对风力发电机组温度的影响,在实现对风电机组设备的早期异常情况及时提醒、以规避严重故障的出现的情况下,有效减少误报警率;进一步配合确认监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,进一步减少误报警率;
第二、通过划分功率区间,有效剔除由于功率不同导致的温度差异,提高故障预警准确率;
第三、若某一型号的风电机组的机舱没有对应的机舱故障停止激活温度,则以该机舱的故障激活温度的90%作为该机舱故障停止激活温度,预警装置通过第二温度传感器实时监测机舱温度,并与预设温度比较,若大于或等于预设温度,控制开启伸缩气缸伸长,进而推动所述螺纹柱向下移动至位于上方的限位环与所述螺纹管顶面抵接,以使位于两个圆孔内的所述上板体和所述下板体对应重合,开启圆孔,圆孔开启后使位于端位的两个腔体与环境相同,由于位于端位的腔体分别与机舱通过通风孔连通,从而有效对机舱进行散热,以避免由于机舱散热不及时导致的误报警,同时若机舱温度小于预设温度,确定是否有第一温度传感器对应的检测位点报警,进而根据第一温度传感器的最短空间距离确定圆孔开启大小,实现对报警检测位点有效散热的同时,减少机舱与外界环境的非必须接触,节约能耗的同时,减缓外界环境对机舱内各元件的损害。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的其中一种技术方案所述基于风电机组温度的故障预警方法的流程示意图;
图2为本发明的其中一种技术方案所述基于风电机组温度的故障预警方法的流程示意图;
图3为本发明的其中一种技术方案所述基于风电机组温度的故障预警方法的流程示意图;
图4为本发明的其中一种技术方案所述预警装置的结构示意图;
图5为本发明的其中一种技术方案所述预警装置的结构示意图;
图6为本发明的图4中A部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种基于风电机组温度的故障预警方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1、全风电场风电机组中的一个为监测机组,其余为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;
S2、采集监测机组其中一监测位点温度;
S3、同步采集参比机组同一监测位点的温度,构成第一参比温度集合,并求平均值得第一参比温度;
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,若超过第一参比温度50%,判断监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,若是,则发出故障预警信号。
在上述技术方案中,以双馈风力发电机为例,每个风力发电机组均包括叶片1、机舱2(其内主要设置主轴承30、齿轮箱31、发电机32等)、塔架10;“在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器”,其中监测部位根据每种型号风电机组的具体情况设定,通常位于机舱2内的监测部位主要包括发电机绕组温度、主轴前轴承温度、主轴后轴承温度、变流器温度、控制模块温度、齿轮箱温度、散热器温度、液压系统液压油温度等;同一型号的风电机组第一温度传感器的安装个数、及对应的监测部位(安装位点)相同,温度数据的采集可采用温度第一温度传感器的温度回传,也可使用风电场已有的SCADA 系统数据;使用过程中,其中一具体实施例为:基于风电机组温度的故障预警方法,包括以下步骤:S1、全风电场某一型号的全部风电机组为50个,确定该风电场13#风电机组为监测机组,其余1#-12#,及14#-50#风电机组为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位(具体包括散热器)安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;
S2、采集该风电场的监测机组2018年9月15日8:00:00的散热器温度(t13=42.3℃);
S3、同步采集该风电场的参比机组散热器温度(t1,t2,……,t12,t14,t15……,t50),构成第一参比温度集合;
确定监测机组为正常工作状态,并对采集第一参比温度集合内的散热器温度进行数据清洗,数据清洗具体为:剔除处于非正常工作状态的参比机组的散热器温度,剔除大于监测机组监测位点理论最大值2倍的温度,其中,理论最大值为对应型号监测机组的监测位点理论工作温度最大值;
求取进行数据清洗后的第一参比温度集合的平均值得第一参比温度tavg=41℃;
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,超过第一参比温度3.07%,不发出故障预警信号。采用这种技术方案,通过与监测机组同一型号的参比机组的平均温度作为参比对象,相较于现有的恒定单一温度阈值预警、或者基于某一参数划分工况,能够考虑到实际应用中环境温度、气压等对风力发电机组温度的影响,在实现对风电机组设备的早期异常情况及时提醒、以规避严重故障的出现的情况下,有效减少误报警率;进一步配合确认监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,进一步减少误报警率,数据清洗,有效去除非正常参比温度,提高参比准确性。
在另一种技术方案中,基于风电机组温度的故障预警方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1、全风电场风电机组中的一个为监测机组,其余为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;
S2、采集监测机组其中一监测位点温度;
S3、同步采集参比机组同一监测位点的温度,构成第一参比温度集合;
确定监测机组为正常工作状态,并对采集第一参比温度集合内的散热器温度进行数据清洗,数据清洗具体为:剔除处于非正常工作状态的参比机组的散热器温度,剔除大于监测机组监测位点理论最大值2倍的温度,其中,理论最大值为对应型号监测机组的监测位点理论工作温度最大值;
求取进行数据清洗后的第一参比温度集合的平均值得第一参比温度;
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,若超过第一参比温度50%,判断监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,若是,则发出故障预警信号;
其中,故障预警信号为一般预警信号、严重预警信号、及紧急预警信号中的一种,当监测机组的温度≤监测位点故障停止激活温度时,发出一般预警信号,当监测位点故障停止激活温度<监测机组的温度≤监测位点故障激活温度,发出严重预警信号,当监测机组的温度>监测位点故障激活温度时,发出紧急预警信号。使用过程中,其中一具体实施例为:S1、全风电场某一型号的全部风电机组为50个,确定该风电场12#风电机组为监测机组,其余1#-11#,及13#-50#风电机组为参比机组;
S2、采集该风电场的监测机组2017年1月1日1:00:00的液压系统液压油温度 (t12=67.2℃),液压系统液压油监测位点的故障激活温度为70℃、故障停止激活温度为 60℃;
S3、同步采集该风电场的参比机组液压系统液压油温度(t1,t2,……,t11,t13,t14……,t50),构成第一参比温度集合并进行数据清洗,求取进行数据清洗后的第一参比温度集合的平均值得第一参比温度tavg=42.3℃;
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,超过第一参比温度56.73%,且监测机组当前时刻至推前1h内温度数据随时间持续上升,发出严重预警信号。采用这种方案,若某一型号的风电机组的监测位点没有对应的监测位点故障停止激活温度,则以该监测位点的故障激活温度的90%作为该监测位点故障停止激活温度,划分故障预警等级,为针对性处理故障提供参考。
在另一种技术方案中,基于风电机组温度的故障预警方法,如图2所示,包括以下步骤:
S1、全风电场风电机组中的一个为监测机组,其余为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;
S2、采集监测机组其中一监测位点温度,其中,监测机组温度的采集时间为每月1号 00:40分至下月00:40分;
S3、同步采集参比机组同一监测位点的温度,构成第一参比温度集合;
确定监测机组为正常工作状态,并对采集第一参比温度集合内的散热器温度进行数据清洗,数据清洗具体为:剔除处于非正常工作状态的参比机组的散热器温度,剔除大于监测机组监测位点理论最大值2倍的温度,其中,理论最大值为对应型号监测机组的监测位点理论工作温度最大值;
求取进行数据清洗后的第一参比温度集合的平均值得第一参比温度;
以-200kW为起点,100kW为间隔将监测机组的工作功率分为多个功率区间,例如,监测机组为现有的某一型号的2000kW的风电机组,其功率区间分别包括:[-200kW, -100kW)、[-100kW,0kW)、[0kW,100kW)、[100kW,200kW)、……、[900kW,1000kW)、……、[1900kW,2000kW)、[2000kW,2100kW);
该月1号00:40分采集监测机组同一位点当前时间至推前2-5年的历史运行温度,按照每个温度对应工作功率所属功率区间分为不同温度集合,并求每个温度集合的平均值,得不同功率区间对应的第二参比温度;
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,若超过第一参比温度50%,判断监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,若是,同步判断监测机组的温度是否超过对应功率区间的第二参比温度50%,若是则发出故障预警信号;
S5,若监测机组的温度未超过第一参比温度50%,且未超过第二参比温度50%,将该温度存入监测机组监测位点的历史运行温度。采用这种方案,通过划分功率区间,有效剔除由于功率不同导致的温度差异,提高故障预警准确率,通过对有效数据存储构建更新历史运行温度。
在另一种技术方案中,基于风电机组温度的故障预警方法,如图3-6所示,包括以下步骤:
S1、全风电场风电机组中的一个为监测机组,其余为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;
S2、采集监测机组其中一监测位点温度;
S3、同步采集参比机组同一监测位点的温度,构成第一参比温度集合;
确定监测机组为正常工作状态,并对采集第一参比温度集合内的散热器温度进行数据清洗,数据清洗具体为:剔除处于非正常工作状态的参比机组的散热器温度,剔除大于监测机组监测位点理论最大值2倍的温度,其中,理论最大值为对应型号监测机组的监测位点理论工作温度最大值;
求取进行数据清洗后的第一参比温度集合的平均值得第一参比温度;
测定机舱内每个第一温度传感器距离机舱底端通风孔的最短空间距离,构成空间距离集合,以空间距离集合内的最短空间距离的最小值为起点,最大值和最小值差的四分之一为间隔将最短空间距离由小至大分为四个距离区间,分别为区间Ⅰ、区间Ⅱ、区间Ⅲ、及区间Ⅳ,例如,某双馈2000kW的监测机组机舱由玻璃纤维加强的有机基质复合材料制成,其长宽高(m)为10.583*3.505*4.487,该监测机组形成的空间距离集合中最小值为0.53m、最大值为7.24m,故而区间Ⅰ为[0.53m,2.2075m)、区间Ⅱ为[2.2075m,3.885m)、区间Ⅲ为[3.885m,5.5625m)、及区间Ⅳ为[5.5625m,7.24];
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,若超过第一参比温度50%,判断监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,若是,则发出故障预警信号;
全风电场的每个风电机组均包括叶片1、机舱2、及塔架10,每个机舱2配套设置预警装置,所述预警装置包括:
通风箱20,其为顶端开口的长方体形,所述通风箱20顶端密封一体成型对接设于所述机舱2底端,所述机舱2的底端面构成所述通风箱20的顶盖,所述塔架10穿过所述通风箱20底端面支撑于所述机舱2底端,所述通风箱20底面水平设置且贯穿开设有通孔 40和两个圆孔41,其中,其中一个圆孔41位于所述通风箱20靠近叶片1的一端,另一个圆孔41位于所述通风箱20远离叶片1的一端,所述通风箱20内位于通孔40和任意圆孔41间均竖直卡设有隔板42,每个圆孔41和通孔40间均卡设一个隔板42,以将所述通风箱20沿远离叶片1的方向分隔为三个腔体,通孔40和两个圆孔41分设在三个腔体内,所述机舱2底面位于两隔板42与对应通风箱20端面间均贯穿设置至少一个通风孔,即位于端部的两个腔体的顶面(机舱2底面)均贯穿设有通风孔,所述通风孔上周向覆设钢网;散热机构,其位于所述通风箱20内,包括:
转动件6,其包括上下滑动设于所述通孔40内的具有外螺纹的螺纹柱60,所述螺纹柱60的外周直径略小于所述通孔40的内径,以使所述螺纹柱60滑动设于通孔 40内,所述螺纹柱60侧壁顶端和底端均向外延伸形成限位环61,所述限位环61的外周直径大于所述通孔40的内径,以使所述螺纹柱60上下移动时形成限位而不脱离通孔40,所述螺纹柱60顶端向下凹陷具有容纳槽62,所述机舱2底端位于所述容纳槽62上方固设有伸缩气缸5,所述伸缩气缸5的伸缩端固接于所述容纳槽62的底端;
主动件9,其包括与所述螺纹柱60螺接的螺纹管90,所述螺纹管90位于两个限位环61之间且位于所述通风箱20内,所述螺纹管90的底端与所述通风箱20的底面可转动连接,具体可为所述通风箱20底面设有环形滑槽,所述螺纹管90的底面设有与滑槽匹配的滑块,所述滑块的纵向截面为倒置T字形,所述螺纹管90外周上下间隔凹陷形成两个第一皮带轮91;
两个从动件8,两个从动件8一一对应设于两个圆孔41内,每个从动件8均包括覆设于所述圆孔41底面的滤网80、位于滤网80上方且水平固设于所述圆孔41内的下板体81、转动设于所述下板体81顶面的上板体82、与所述上板体82竖直固接的连接杆83,所述连接杆83与所述圆孔41同轴设置,其中,所述上板体82和所述下板体81均为其中一条边为直线边,另一边为弧线边且弧线边对应圆心角大于180 度的弧形板,所述上板体82和所述下板体81间可转动连接具体方式可为:1、与所述上板体82固接的连接杆83的底端穿过所述上板体82,所述下板体81上具有与所述连接杆83穿出端匹配槽体,且所述连接杆83的穿出端的纵向截面为倒置T字形,以使所述上板体82和所述下板体81间可转动固连;2、所述上板体82底端具有转动块,所述下板体81具有与所述转动块匹配的槽体,且所述转动块的纵向截面为倒置T 字形,以使所述上板体82和所述下板体81间可转动固连;当所述上板体82和所述下板体81重叠时,所述圆孔41开启,以使与圆孔41对应的腔体与外界连通,所述连接杆83位于所述圆孔41外的部分固接第二皮带轮84,两个第二皮带轮84分别与两个第一皮带轮91皮带85连接;
主控电路,其包括:
第二温度传感器,其设于机舱2内,用于检测机舱温度;
位移传感器,其位于所述通风箱20内,并设于位于上方的限位环61上,用于检测位于上方的限位环61的位移量,当位于下方的限位环61与所述通风箱20的底端抵接时,位移量为0,随着限位环61向下移动位移量增加,以最小位移量为起点,最大位移量的四分之一为间隔将位移量由小至大分为五个档,分别为Ⅰ档(位移量为0)、Ⅱ档(位移量为最大位移量的1/4)、Ⅲ档(位移量为最大位移量的2/4)、Ⅳ档(位移量为最大位移量的3/4)、及Ⅴ档(位移量为最大位移量),当位移量为Ⅰ档时,位于下方的限位环61与所述通风箱20的底端抵接,所述上板体82和所述下板体81交错,关闭圆孔;当位移量为Ⅱ档时,上板体82和下板体81间的夹角为45°;当位移量为Ⅱ档时,上板体82和下板体81间的夹角为45°;当位移量为Ⅲ档时,上板体82和下板体81间的夹角为90°;当位移量为Ⅳ档时,上板体82和下板体81间的夹角为135°;当位移量为Ⅴ档时,位于上方的限位环61向与所述螺纹管90顶面抵接,上板体82和下板体81重合,开启圆孔41至最大;
气缸控制模块,其与第二温度传感器、位移传感器、及伸缩气缸5连接,用于读取第二温度传感器检测的机舱温度并与预设温度比较,若机舱温度≥预设温度,控制开启伸缩气缸5伸长以使位移量位于Ⅴ档;若机舱温度<预设温度,判断对应机舱内是否有第一温度传感器对应监测位点发出故障预警信号,若无,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅰ档,若有,确定全部第一温度传感器对应的最短空间距离的最大值对应的距离空间,若为区间Ⅰ,控制开启伸缩气缸5伸长以使位移量位于Ⅱ档,若为区间Ⅱ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅲ档,若为区间Ⅲ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅳ档,若为区间Ⅳ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅴ档。具体实施过程中包括主控服务器,主控服务器包括:
数据处理模块,用于接收监测位点温度、第一参比温度集合,并对第一参比温度集合进行数据清洗后求第一参比温度,后进行比较判断是否发出故障预警信号;
数据存储模块,其用于存储全全风电场风电机组对应的第一温度传感器编号、及每个第一温度出啊干起的最短空间距离所属区间;
数据反馈模块,其与数据处理模块、数据存储模块、及气缸控制模块连接,用于提取对应检测机组的机舱内同一时刻发出故障预警信号对应的全部第一温度传感器对应编号、及对应最短空间距离,并确定最大值、及最大值所属区间,反馈至气缸控制模块用于配合气缸控制模块控制气缸伸缩,若某一型号的风电机组的机舱2没有对应的机舱2故障停止激活温度,则以该机舱2的故障激活温度的90%作为该机舱故障停止激活温度,使用过程中,其中一具体实施例为:某监测机组为低温型机组,其机舱故障停止激活温度为45℃,预设温度为35-40℃,本实施例确定预设温度为40℃,通过第二温度传感器采集该监测机组2017年9月15日6:40:00的机舱温度为36℃,若机舱温度<预设温度,数据反馈模块判断对应机舱内有三个第一温度传感器对应监测位点发出故障预警信号,并确定该三个第一温度传感器对应的最短空间距离的最大值、及最大值所属区间为区间区间Ⅱ,反馈至气缸控制模块,气缸控制模块控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅲ档,即上板体82和下板体81间的夹角为90°,对机舱进行通风降温。采用这种技术方案,预警装置通过第二温度传感器实时监测机舱温度,并与预设温度比较,若大于或等于预设温度,控制开启伸缩气缸5伸长,进而推动所述螺纹柱60向下移动至位于上方的限位环61与所述螺纹管90顶面抵接,以使位于两个圆孔41内的所述上板体82和所述下板体81对应重合,开启圆孔41至最大,圆孔41开启后使位于端位的两个腔体与环境相同,由于位于端位的腔体分别与机舱2 通过通风孔连通,从而有效对机舱2进行散热;同时若机舱温度小于预设温度,确定是否有第一温度传感器对应的检测位点报警,进而根据第一温度传感器的最短空间距离确定圆孔开启大小,实现对报警检测位点有效散热的同时,减少机舱与外界环境的非必须接触,节约能耗的同时,减缓外界环境对机舱内各元件的损害。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.基于风电机组温度的故障预警方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、全风电场风电机组中的一个为监测机组,其余为参比机组,在监测机组和参比机组的监测部位安装第一温度传感器,其中,每个安装第一温度传感器的监测部位构成一个监测位点;
S2、采集监测机组其中一监测位点温度;
S3、同步采集参比机组同一监测位点的温度,构成第一参比温度集合,并求平均值得第一参比温度;
S4、监测机组的温度与第一参比温度比较,若超过第一参比温度50%,判断监测机组当前时刻至推前1h温度数据是否持续上升,若是,则发出故障预警信号。
2.如权利要求1所述的基于风电机组温度的故障预警方法,其特征在于,确定监测机组为正常工作状态,步骤S3中求第一参比温度集合平均值前剔除处于非正常工作状态的参比机组的温度,剔除大于监测机组监测位点理论最大值2倍的参比机组同一监测位点的温度,其中,理论最大值为对应型号监测机组的监测位点理论工作温度最大值。
3.如权利要求2所述的基于风电机组温度的故障预警方法,其特征在于,步骤S4故障预警信号为一般预警信号、严重预警信号、及紧急预警信号中的一种,其中,当监测机组的温度≤监测位点故障停止激活温度时,发出一般预警信号,当监测位点故障停止激活温度<监测机组的温度≤监测位点故障激活温度,发出严重预警信号,当监测机组的温度>监测位点故障激活温度时,发出紧急预警信号。
4.如权利要求2所述的基于风电机组温度的故障预警方法,其特征在于,步骤S3还包括:以-200kW为起点,100kW为间隔将监测机组的工作功率分为多个功率区间;
每月1号00:40分采集监测机组同一监测位点当前时间至推前2-5年的历史运行温度,按照每个温度对应工作功率所属功率区间分为不同温度集合,并求每个温度集合的平均值,得不同功率区间对应的第二参比温度;
步骤S4具体为:监测机组的温度超过第一参比温度50%,且监测机组当前时间至推前1h温度数据持续上升,监测机组的温度同时超过对应功率区间的第二参比温度50%,则发出故障预警信号,其中,监测机组温度的采集时间为该月1号00:40分至下月1号00:40分。
5.如权利要求4所述的基于风电机组温度的故障预警方法,其特征在于,还包括步骤:S5,若监测机组的温度未超过第一参比温度50%,且未超过第二参比温度50%,将该温度存入监测机组监测位点的历史运行温度。
6.如权利要求2所述的基于风电机组温度的故障预警方法,其特征在于,步骤S3还包括:测定机舱内每个第一温度传感器距离机舱底端通风孔的最短空间距离,构成空间距离集合,将空间距离集合内的最短空间距离以最小值为起点,最大值和最小值差的四分之一为间隔将最短空间距离由小至大分为四个距离区间,分别为区间Ⅰ、区间Ⅱ、区间Ⅲ、及区间Ⅳ;
全风电场的每个风电机组均包括叶片、机舱、及塔架,每个机舱配套设置预警装置,所述预警装置包括:
通风箱,其为顶端开口的长方体形,所述通风箱顶端密封一体成型对接设于所述机舱底端,且所述塔架穿过所述通风箱底端面支撑于所述机舱底端,所述通风箱底面水平设置且贯穿开设有通孔和两个圆孔,其中,其中一个圆孔位于所述通风箱靠近叶片的一端,另一个圆孔位于所述通风箱远离叶片的一端,所述通风箱内位于通孔和任意圆孔间均竖直卡设有隔板,所述机舱底面位于两隔板与对应通风箱端面间均贯穿设置一个通风孔;
散热机构,其位于所述通风箱内,包括:
转动件,其包括滑动设于所述通孔内的具有外螺纹的螺纹柱,所述螺纹柱侧壁顶端和底端均向外延伸形成限位环,所述螺纹柱顶端向下凹陷具有容纳槽,所述机舱底端位于所述容纳槽上方固设有伸缩气缸,所述伸缩气缸的伸缩端固接于所述容纳槽的底端;
主动件,其包括与所述螺纹柱螺接的螺纹管,所述螺纹管的底端与所述通风箱的底面可转动连接,所述螺纹管外周上下间隔凹陷形成两个第一皮带轮;
两个从动件,两个从动件一一对应设于两个圆孔内,每个从动件均包括覆设于所述圆孔底面的滤网、位于滤网上方且水平固设于所述圆孔内的下板体、转动设于所述下板体顶面的上板体、与所述上板体竖直固接的连接杆,所述连接杆与所述圆孔同轴设置,其中,所述连接杆位于所述圆孔外的部分固接第二皮带轮,两个第二皮带轮分别与两个第一皮带轮皮带连接;
主控电路,其包括:
第二温度传感器,其设于机舱内,用于检测机舱温度;
位移传感器,其位于所述通风箱内,并设于位于上方的限位环上,用于检测位于上方的限位环的位移量,以最小位移量为起点,最大位移量的四分之一为间隔将位移量由小至大分为五个档,分别为Ⅰ档、Ⅱ档、Ⅲ档、Ⅳ档、及Ⅴ档,当位移量为Ⅰ档时,位于下方的限位环与所述通风箱的底端抵接,所述上板体和所述下板体交错,关闭圆孔;当位移量为Ⅱ档时,上板体和下板体间的夹角为45°;当位移量为Ⅲ档时,上板体和下板体间的夹角为90°;当位移量为Ⅳ档时,上板体和下板体间的夹角为135°;当位移量为Ⅴ档时,位于上方的限位环与所述螺纹管顶面抵接,所述上板体和所述下板体重合,开启圆孔;
气缸控制模块,其与伸缩气缸连接,若机舱温度≥预设温度,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅴ档;若机舱温度<预设温度,判断对应机舱内是否有第一温度传感器对应监测位点发出故障预警信号,若无,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅰ档,若有,确定全部第一温度传感器对应的最短空间距离的最大值对应的距离空间,若为区间Ⅰ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅱ档,若为区间Ⅱ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅲ档,若为区间Ⅲ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅳ档,若为区间Ⅳ,控制开启伸缩气缸伸长以使位移量位于Ⅴ档,其中,预设温度低于机舱故障停止激活温度5-10℃。
7.如权利要求6所述的基于风电机组温度的故障预警方法,其特征在于,所述通风孔上覆设钢网。
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