CN111594394B - 风电机组主轴温度预警方法及装置 - Google Patents

风电机组主轴温度预警方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111594394B
CN111594394B CN202010448632.XA CN202010448632A CN111594394B CN 111594394 B CN111594394 B CN 111594394B CN 202010448632 A CN202010448632 A CN 202010448632A CN 111594394 B CN111594394 B CN 111594394B
Authority
CN
China
Prior art keywords
main shaft
data
wind turbine
early warning
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010448632.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111594394A (zh
Inventor
谢法
袁凌
潘磊
王晓丹
杜雯
陈文超
王千
蔺雪峰
姜德旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guodian United Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Guodian United Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guodian United Power Technology Co Ltd filed Critical Guodian United Power Technology Co Ltd
Priority to CN202010448632.XA priority Critical patent/CN111594394B/zh
Publication of CN111594394A publication Critical patent/CN111594394A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111594394B publication Critical patent/CN111594394B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明提供了一种风电机组主轴温度预警方法及系统。该方法包括：采集风电机组的温度数据；对温度数据进行分段处理；对分段处理后的温度数据进行包络分析，以提取温度数据的数据包络；根据提取到的数据包络，对风电机组的健康状态进行预测。本发明提供的风电机组主轴温度预警方法及系统能实时监测风电机组主轴运行的健康状态，可保证机组运行的安全。

Description

风电机组主轴温度预警方法及装置
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风电机组主轴温度预警方法及装置。
背景技术
主轴是风电机组中的核心零件之一，加工周期长且价格昂贵。主轴作为风电机组中的一个高承载的旋转部件，经常出现由于摩擦、磨损问题带来的超温现象，长期运行在超温条件下会导致该部件加速疲劳和失效，造成风电机组无法正常工作。因此，对于主轴这样的高价值零件而言，对其运行健康状态进行实时监测是非常有必要的。
在现有技术中，对主轴运行状态监测/诊断大都是基于振动信号分析的，基于振动信号的监测方法需要在风电机组上安装额外的振动传感器，增加机组的成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组主轴温度预警方法及装置，能实时监测风电机组主轴运行的健康状态，可保证机组运行的安全。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种风电机组主轴温度预警方法，所述方法包括：采集风电机组的温度数据、风速数据；根据风速数据对温度数据进行分段处理；对分段处理后的温度数据进行包络分析，以提取温度数据的数据包络；根据提取到的数据包络，对风电机组的健康状态进行预测。
在一些实施方式中，温度数据、风速数据的采集频率为1Hz。
在一些实施方式中，对温度数据进行分段处理，包括：根据风速等区间划分方法，对温度数据进行分段处理。
在一些实施方式中，风速数据的取值区间为0.1m/s。
在一些实施方式中，还包括：在根据风速数据对温度数据进行分段处理之前，对采集到的温度数据进行清洗。
在一些实施方式中，对分段处理后的温度数据进行包络分析，以提取温度数据的数据包络，包括：在不同风速区间段内分别计算风速和主轴温度的最大值、均值和方差；采用包络分析方法构建整个风速区间内主轴温度预警模型，数据包络方法包括样条插值。
此外，本发明还提供了一种风电机组主轴温度预警装置，所述装置包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据前文所述的风电机组主轴温度预警方法。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明通过包络分析对风电机组的健康状态进行预测，能实时监测风电机组主轴运行的健康状态，可保证机组运行的安全。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例提供的风电机组主轴温度预警方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的预警过程的示意图；
图3是本发明实施例提供的风电机组主轴温度预警装置的结构图；
图4是本发明另一实施例提供的风电机组主轴温度预警装置的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种风电机组主轴温度预警方法。图1示出了风电机组主轴温度预警方法的流程图。参见图1，风电机组主轴温度预警方法包括：
S11：采集机组运行数据。
选取同一风电场内2台正常运行的机组，采集长度为N的机组运行数据。数据采样频率优选1Hz，不小于0.1Hz，采样周期k>0.5年，所述运行数据包括风速Ws、功率P和主轴温度T。
S12：剔除无效数据，又被称为数据清洗。它具体包括：
S121：剔除启、停机的数据：将功率值为小于等于0的数据剔除。
S122：剔除限功率时的数据：将机组在额定风速以上但功率小于额定功率的数据剔除。
S13：划分数据区间。具体包括：
S131：采用风速等区间划分方法，将风速和主轴温度数据分别划分到相应的区间段内。风速区间长度优选0.1m/s，不大于0.5m/s。
S14:构建主轴温度预警模型。具体包括：
S141：在不同风速区间段内分别计算风速和主轴温度的最大值、均值和方差。
S142：采用包络分析方法构建整个风速区间内主轴温度预警模型，数据包络方法优选样条插值。
S15:实时预测主轴运行健康状态。具体包括：
S151：根据预警模型实时监测主轴运行的健康状态。
图2示出了上述预测过程的示意图。参见图2，如果主轴实时采集到的温度数据运行在包络的极大值与极小值之间，可以预测主轴当前的工作状态为正常。
S16：判断主轴工作是否正常，如果是，执行S15，如果不是，执行S17。
S17：对风电机组进行停机检修。
图3示出了风电机组主轴温度预警装置的结构图。参见图3，风电机组主轴温度预警装置包括：数据采集模块31、数据清洗模块32、数据前处理模块33、预警模型模块34、状态预测和可视化模块35。
数据采集模块31用于采集风电机组的温度数据。
数据清洗模块32用于剔除无效数据及限功率时的数据。
数据前处理模块33用于采用风速等区间划分方法，将风速和主轴温度数据分别划分到相应的区间段内。
预警模型模块34用于构建主轴温度预警模型。
状态预测和可视化模块35用于实时预测主轴运行健康状态。
图4示出了风电机组主轴温度预警装置的结构图。参见图4，例如，所述风电机组主轴温度预警装置400可以用于充当风电机组系统中的预警主机。如本文所述，风电机组主轴温度预警装置400可以用于在风电机组系统中实现对主轴故障的预警功能。风电机组主轴温度预警装置400可以在单个节点中实现，或者风电机组主轴温度预警装置400的功能可以在网络中的多个节点中实现。本领域的技术人员应意识到，术语风电机组主轴温度预警装置包括广泛意义上的设备，图4中示出的风电机组主轴温度预警装置400仅是其中一个示例。包括风电机组主轴温度预警装置400是为了表述清楚，并不旨在将本发明的应用限制为特定的风电机组主轴温度预警装置实施例或某一类风电机组主轴温度预警装置实施例。本发明所述的至少部分特征/方法可以在网络装置或组件，例如，风电机组主轴温度预警装置400中实现。例如，本发明中的特征/方法可以采用硬件、固件和/或在硬件上安装运行的软件实现。风电机组主轴温度预警装置400可以是任何通过网络处理，存储和/或转发数据帧的设备，例如，服务器，客户端，数据源等。如图4所示，风电机组主轴温度预警装置400可以包括收发器(Tx/Rx)410，其可以是发射器，接收器，或其组合。Tx/Rx 410可以耦合到多个端口450(例如上行接口和/或下行接口)，用于从其他节点发送和/或接收帧。处理器430可耦合至Tx/Rx 410，以处理帧和/或确定向哪些节点发送帧。处理器430可以包括一个或多个多核处理器和/或存储器设备432，其可以用作数据存储器，缓冲区等。处理器430可以被实现为通用处理器，或者可以是一个或多个专用集成电路(application specific integratedcircuit，简称ASIC)和/或数字信号处理器(digital signal processor，简称DSP)的一部分。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种风电机组主轴温度预警方法，其特征在于，包括：
采集风电机组的温度数据、风速数据；
根据风速数据对温度数据进行分段处理；
对分段处理后的温度数据进行包络分析，以提取温度数据的数据包络；
根据提取到的数据包络，对风电机组的健康状态进行预测，如果主轴实时采集到的温度数据运行在包络的极大值与极小值之间，可以预测主轴当前的工作状态为正常；
对分段处理后的温度数据进行包络分析，以提取温度数据的数据包络，包括：
在不同风速区间段内分别计算风速和主轴温度的最大值、均值和方差；
采用包络分析方法构建整个风速区间内主轴温度预警模型，数据包络方法包括样条插值。
2.根据权利要求1所述的风电机组主轴温度预警方法，其特征在于，温度数据、风速数据的采集频率为1Hz。
3.根据权利要求1所述的风电机组主轴温度预警方法，其特征在于，对温度数据进行分段处理，包括：
根据风速等区间划分方法，对温度数据进行分段处理。
4.根据权利要求3所述的风电机组主轴温度预警方法，其特征在于，风速数据的取值区间为0.1m/s。
5.根据权利要求1所述的风电机组主轴温度预警方法，其特征在于，还包括：
在根据风速数据对温度数据进行分段处理之前，对采集到的温度数据进行清洗。
6.一种风电机组主轴温度预警装置，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求1至5任意一项所述的风电机组主轴温度预警方法。
CN202010448632.XA 2020-05-25 2020-05-25 风电机组主轴温度预警方法及装置 Active CN111594394B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010448632.XA CN111594394B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 风电机组主轴温度预警方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010448632.XA CN111594394B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 风电机组主轴温度预警方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111594394A CN111594394A (zh) 2020-08-28
CN111594394B true CN111594394B (zh) 2022-01-25

Family

ID=72181341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010448632.XA Active CN111594394B (zh) 2020-05-25 2020-05-25 风电机组主轴温度预警方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111594394B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112576454A (zh) * 2020-12-11 2021-03-30 龙源（北京）风电工程技术有限公司 基于多维预警策略的风电机组主轴温度预警方法及装置
CN114800036B (zh) * 2022-06-24 2022-10-25 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种设备健康状态评估方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093256A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Nsk Ltd 異常診断システム
JP2006234786A (ja) * 2005-01-26 2006-09-07 Nsk Ltd 機械設備の異常診断装置及び異常診断方法
CN204851531U (zh) * 2015-01-30 2015-12-09 河北新天科创新能源技术有限公司 一种风机主轴温度监控系统
CN105259826A (zh) * 2015-10-15 2016-01-20 国家电网公司 利用风力发电机齿轮箱预警装置的预警方法
CN110307125A (zh) * 2019-05-14 2019-10-08 沈阳工程学院 一种风电机组主轴承内部温度间接测量方法
CN110905736A (zh) * 2019-12-25 2020-03-24 河南锐工电子科技有限公司 一种风机运行监控系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093256A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Nsk Ltd 異常診断システム
JP2006234786A (ja) * 2005-01-26 2006-09-07 Nsk Ltd 機械設備の異常診断装置及び異常診断方法
CN204851531U (zh) * 2015-01-30 2015-12-09 河北新天科创新能源技术有限公司 一种风机主轴温度监控系统
CN105259826A (zh) * 2015-10-15 2016-01-20 国家电网公司 利用风力发电机齿轮箱预警装置的预警方法
CN110307125A (zh) * 2019-05-14 2019-10-08 沈阳工程学院 一种风电机组主轴承内部温度间接测量方法
CN110905736A (zh) * 2019-12-25 2020-03-24 河南锐工电子科技有限公司 一种风机运行监控系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111594394A (zh) 2020-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111594394B (zh) 风电机组主轴温度预警方法及装置
CN112161806B (zh) 风机的故障监测方法和故障监测装置
CN210402440U (zh) 一种船用离心泵预测性维护系统
CN110704964A (zh) 汽轮机运行状态诊断方法、装置及电子设备、存储介质
CN110469461B (zh) 一种风机齿带的断裂预估方法、其装置及可读存储介质
CN114993640A (zh) 一种设备状态监测方法、装置、设备及计算机存储介质
US20190242744A1 (en) Online diagnostic/prognostic system for rotation device
EP2026159A2 (en) A method and system for automatically evaluating the performance of a power plant machine
US8955372B2 (en) Systems and methods for continuous pressure change monitoring in turbine compressors
Guo et al. Ball screw fault detection and location based on outlier and instantaneous rotational frequency estimation
CN113503289A (zh) 一种液压马达故障检测方法、装置、系统及挖掘机
CN117391675A (zh) 一种数据中心基础设施运维管理方法
JP3568939B2 (ja) 回転機械の軸振動解析による状態診断方法及び装置
CN111413096A (zh) 一种带高温阻断的振动保护系统及方法
CN116226719A (zh) 基于多维稳态振动特征的轴承故障诊断方法及相关组件
US11463032B2 (en) Detecting rotor anomalies by determining vibration trends during transient speed operation
Wang et al. Vibration signature analysis for broken rotor bar diagnosis in induction motors based on cyclic modulation spectrum
CN114689321A (zh) 风力发电机组的轴承故障诊断方法、装置、电子设备
Mironov et al. Adaptive technology application for vibration-based diagnostics of roller bearings on industrial plants
CN112360702B (zh) 一种振动数据的集中监测方法及装置
CN216901419U (zh) 一种大型旋转机械设备在线监测系统
CN210924234U (zh) 一种扇风机感知系统
JP7383367B1 (ja) 回転機器の振動データ分析方法及び分析システム
CN115374653B (zh) 基于nset模型的风力发电机温度预警方法及相关装置
CN109425479B (zh) 一种故障预警方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant