CN111664061A - 风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法及装置，涉及风力发电机技术领域。其中，该方法通过获取偏航系统中采集的监测数据，将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障，使得工作过程中，可以将偏航系统采集的监测数据实时输入偏航故障诊断模型，通过偏航故障诊断模型来确定偏航系统是否发生故障，以及发生故障时具体的故障诊断结果，如此，可以避免运维人员前往机位进行排查，提高偏航系统的故障诊断效率。

Description

风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法及装置

技术领域

本申请涉及风力发电机技术领域，特别涉及一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法及装置。

背景技术

风力发电机组是利用风能来发电，是将风能转换为机械能再转换为电能的一种设备，因此，风力发电不但可以对常规电源进行补充，而且它也是一种环保的能源，被广泛应用在风资源较好的地区，例如，偏远的山村海岛。

而偏航系统作为风力发电机组的重要组成部分，当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能，而在其发生故障时，需要运维人员前往机位进行排查。

因此，现有的对偏航系统的故障检测方式存在故障诊断效率低的问题。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法及装置，可以提高对偏航系统的故障诊断效率。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法，包括：

获取偏航系统中采集的监测数据；

将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，所述故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，所述故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障。

可选地，所述获取偏航系统中采集的监测数据，包括：

获取所述风力发电机组发生故障时的故障数据；

根据所述故障数据，提取所述偏航系统中采集的监测数据。

可选地，所述获取所述风力发电机组发生故障时的故障数据，包括：

判断所述风力发电机组是否发生故障；

若所述风力发电机组发生故障，则获取所述风力发电机组发生故障时间点前、后第一预设时间段内的故障数据。

可选地，获取偏航系统中采集的监测数据包括下述至少两项：

通过所述偏航系统中的第一偏航接触器获取偏航电机在顺时针方向的偏航状态，所述顺时针方向的偏航状态包括：正常顺时针偏航、顺时针偏航停止；

通过所述偏航系统中的第二偏航接触器获取偏航电机在逆时针方向的偏航状态，所述逆时针方向的偏航状态包括：正常逆时针偏航、逆时针偏航停止；

通过所述偏航系统中的偏航电机保护开关获取开关状态，所述开关状态包括开启状态和关闭状态；

通过所述偏航系统中的偏航传感器获取扭缆角度和扭缆角速度。

可选地，所述偏航传感器包括第一偏航传感器和第二偏航传感器；

所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将第二预设时间段内所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

若第二预设时间段内所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据相同，输出故障诊断结果为所述偏航传感器位置发生偏移。

可选地，所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

若所述偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，所述第一偏航传感器或所述第二偏航传感器的监测数据未发生变化，输出故障诊断结果为偏航传感器损坏。

可选地，所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将所述偏航电机保护开关的状态和所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态输入偏航故障诊断模型；

若所述偏航电机保护开关的状态为关闭且第三预设时间段内所述偏航状态持续为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，输出故障诊断结果为偏航接触器粘连。

可选地，若确定所述偏航接触器未粘连、所述偏航传感器未损坏时；

所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将第四预设时间段内所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和所述偏航传感器采集的监测数据输入偏航故障诊断模型；

根据所述偏航传感器采集的监测数据，计算扭缆角速度；

若所述第四预设时间段内所述偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，且所述扭缆角速度不满足预设阈值范围时，输出故障诊断结果为偏航电机/减速机硬件损坏。

可选地，若确定所述偏航电机/减速机硬件未损坏时，所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

根据所述偏航传感器的监测数据，计算扭缆角度；

若所述偏航状态为顺时针偏航停止或逆时针偏航停止，且第五预设时间段内所述扭缆角度大于预设阈值时，输出故障诊断结果为偏航电机刹车制动故障。

第二方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断装置，包括：获取模块和诊断模块；

所述获取模块，用于获取偏航系统中采集的监测数据；

所述诊断模块，用于将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，所述故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，所述故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障。

可选地，所述获取模块，具体用于获取所述风力发电机组发生故障时的故障数据；根据所述故障数据，提取所述偏航系统中采集的监测数据。

可选地，所述获取模块，具体用于判断所述风力发电机组是否发生故障；若所述风力发电机组发生故障，则获取所述风力发电机组发生故障时间点前、后第一预设时间段内的故障数据。

可选地，所述获取模块，具体用于通过所述偏航系统中的第一偏航接触器获取偏航电机在顺时针方向的偏航状态，所述顺时针方向的偏航状态包括：正常顺时针偏航、顺时针偏航停止；

通过所述偏航系统中的第二偏航接触器获取偏航电机在逆时针方向的偏航状态，所述逆时针方向的偏航状态包括：正常逆时针偏航、逆时针偏航停止；

通过所述偏航系统中的偏航电机保护开关获取开关状态，所述开关状态包括开启状态和关闭状态；

通过所述偏航系统中的偏航传感器获取扭缆角度和扭缆角速度。

可选地，所述偏航传感器包括第一偏航传感器和第二偏航传感器；所述诊断模块，具体用于将第二预设时间段内所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

若第二预设时间段内所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据相同，输出故障诊断结果为所述偏航传感器位置发生偏移。

可选地，所述诊断模块，具体用于将所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

若所述偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，所述第一偏航传感器或所述第二偏航传感器的监测数据未发生变化，输出故障诊断结果为偏航传感器损坏。

可选地，所述诊断模块，具体用于将所述偏航电机保护开关的状态和所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态输入偏航故障诊断模型；

若所述偏航电机保护开关的状态为关闭且第三预设时间段内所述偏航状态持续为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，输出故障诊断结果为偏航接触器粘连。

可选地，若确定所述偏航接触器未粘连、所述偏航传感器未损坏时；所述诊断模块，具体用于将第四预设时间段内所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和所述偏航传感器采集的监测数据输入偏航故障诊断模型；

根据所述偏航传感器采集的监测数据，计算扭缆角速度；

若所述第四预设时间段内所述偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，且所述扭缆角速度不满足预设阈值范围时，输出故障诊断结果为偏航电机/减速机硬件损坏。

可选地，若确定所述偏航电机/减速机硬件未损坏时，所述诊断模块，具体用于将所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

根据所述偏航传感器的监测数据，计算扭缆角度；

若所述偏航状态为顺时针偏航停止或逆时针偏航停止，且第五预设时间段内所述扭缆角度大于预设阈值时，输出故障诊断结果为偏航电机刹车制动故障。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行上述第一方面的风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面的风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的步骤。

本申请的有益效果是：

本申请实施例提供的一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法及装置中，通过获取偏航系统中采集的监测数据，将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障，使得在实际工作过程中，可以将偏航系统采集的监测数据实时输入偏航故障诊断模型，通过偏航故障诊断模型来确定偏航系统是否发生故障，以及发生故障时具体的故障诊断结果，如此，可以避免运维人员前往机位进行排查，提高偏航系统的故障诊断效率，且上述故障诊断模型可以提供更多的故障类型诊断，以此提升故障类型分辨的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断装置的功能模块示意图；

图10为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在介绍本申请之前，首先对风力发电机组以及风力发电机组中的偏航系统进行说明，其中，风力发电机组可以包括风轮、发电机等零部件以及控制系统、偏航系统等工作系统。偏航系统，又称对风装置，是风力发电机机组的一部分，主要有两个作用，其一，是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；其二，是提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安全运行。一般地，偏航系统可包括感应风向的风向标、偏航电机、偏航行星齿轮减速器、偏航制动器(偏航阻尼或偏航卡钳)、回转体大齿轮等。其工作原理如下：风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。

现有的，对于偏航系统的检测主要通过人工检测，因此，现有的存在故障诊断效率低的问题，有鉴于此，本申请提供一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法，具体内容可参见下述内容。

图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图，该方法的执行主体可以是风力发电机组中可以进行数据处理的单元，比如，控制器，处理器等，本申请在此不作限定。如图1所示，该方法包括：

S101、获取偏航系统中采集的监测数据。

其中，根据偏航系统的组成部件，可以在各部件上设置相应的监测单元以监测各部件的工作状态，监测单元包括但不限于：偏航传感器、偏航电机保护开关、偏航接触器等，根据实际的应用场景可以包括其他监测单元，本申请在此不作限定。监测数据可以为偏航系统工作过程中根据预设频率通过相应监测单元采集的任意工作时间段的监测数据，该监测数据可以包括一种或多种类别，比如，可以包括偏航电机在顺时针或逆时针方向的偏航状态、偏航电机保护开关的开关状态等，但不以此为限，根据实际的应用场景可以灵活调整，本申请在此不作限定。

S102、将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取。

故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障等。

其中，由于偏航故障诊断模型是根据已知的故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，因此，在用于故障诊断时，能够保证诊断结果的准确性。实际工作过程中，可以将偏航系统采集的监测数据实时输入偏航故障诊断模型，通过偏航故障诊断模型来确定偏航系统是否发生故障，以及发生故障时具体的故障诊断结果，如此，可以实现诊断过程的自动化，无需人工参与，缩短了故障原因分析和排查的时间，提高偏航系统的故障诊断效率，而在诊断出故障原因后，可以针对性的指导运维人员定位故障原因、寻找故障源头并及时进行维修，减少故障停机时间，减少发电量损失，保证偏航系统的正常运行。

当然，需要说明的是，若偏航系统包括其他监测单元(比如，偏航传感器)用于辅助获取监测数据时，本申请所提供的故障诊断方法也可用于确定监测单元(偏航传感器)是否发生故障，如此，可以保证监测数据的有效性，以偏航传感器为例，其故障类型包括但不限于位置发生偏移、损坏等。

其中，故障诊断结果可以包括但不限于下述任一种故障原因：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障。其中，偏航传感器位置发生偏移，可以表示偏航传感器在偏航系统的设置位置发生偏移，无法进行准确的数据监测，比如，由于偏航电机的工作振动偏航传感器发生了脱落；偏航接触器粘连，可以表示偏航接触器发生粘连故障，无法正常工作；偏航电机/减速机硬件损坏，可以表示偏航电机/减速机的某零部件故障，无法正常工作；偏航电机刹车故障，可以表示偏航电机刹车制动力不满足预设刹车制动力，如此，可以实现对偏航系统的全面检测，提高故障诊断方法的适用性。

综上所述，本申请实施例提供的一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法，包括获取偏航系统中采集的监测数据，将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障，使得在实际工作过程中，可以将偏航系统采集的监测数据实时输入偏航故障诊断模型，通过偏航故障诊断模型来确定偏航系统是否发生故障，以及发生故障时具体的故障诊断结果，如此，可以避免运维人员前往机位进行排查，提高偏航系统的故障诊断效率。

此外，本申请实施例所提供的故障诊断模型可以提供更多的故障类型诊断，如上所述，故障诊断结果可以包括至少一种故障类型，如此，也可以提升故障类型分辨的效率，实现对偏航系统的全面检测，提高故障诊断方法的适用性。

图2为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图。如图2所示，上述获取偏航系统中采集的监测数据，包括：

S201、获取风力发电机组发生故障时的故障数据。

S202、根据故障数据，提取偏航系统中采集的监测数据。

其中，实际在获取偏航系统中采集的监测数据时，可以在风力发电机组发生故障时获取其发生故障时的故障数据，然后通过风力发电机组发生故障时的故障数据，进一步提取偏航系统中采集的监测数据，如此，可以实现对偏航系统中采集的监测数据进行针对性的提取，也即在发生故障时则进行监测数据的提取，如此，可以降低风力发电机组中数据处理单元的功耗。当然，所提取的偏航系统中采集的监测数据对应的可以是偏航系统发生故障时的监测，也可以是未发生故障时的监测数据，本申请在此不作限定。

需要说明的是，对于风力发电机组的监测，根据风力发电机组的组成部件，可以在各部件上设置相应的监测单元以实时监测各部件的工作状态，而在风力发电机组发生故障时，则获取风力发电机组发生故障时的故障数据。

图3为本申请实施例提供的又一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图。可选地，如图3所示，上述获取风力发电机组发生故障时的故障数据，包括：

S301、判断风力发电机组是否发生故障。

S302、若风力发电机组发生故障，则获取风力发电机组发生故障时间点前、后第一预设时间段内的故障数据。

可选地，判断风力发电机组是否发生故障可以通过实时获取风力发电机组的监测数据来判断，其中，该监测数据可以包括但不限于各监测时刻下前述偏航系统中采集的监测数据、工况的风速、风向、输出功率等，本申请在此不作限定。比如，某组监测数据不满足预设监测阈值时，即可认为风力发电机组发生故障，那么此时可以获取风力发电机组发生故障时间点前、后第一预设时间段内的故障数据，其中，该第一预设时间段可以是3分钟、5分钟等，本申请在此不作限定，根据实际的应用场景可以灵活调整。

此外，需要说明的是，实时获取风力发电机组的监测数据时，可以是根据预设频率进行获取，可选地，该预设频率可以是2毫秒，5毫秒等，本申请在此不作限定，如此，可以实现对风力发电机组的毫秒级监测，使得后期用于故障诊断时，故障诊断结果更为准确。

可选地，上述获取偏航系统中采集的监测数据包括下述至少两项：

通过偏航系统中的第一偏航接触器获取偏航电机在顺时针方向的偏航状态，顺时针方向的偏航状态包括：正常顺时针偏航、顺时针偏航停止；通过偏航系统中的第二偏航接触器获取偏航电机在逆时针方向的偏航状态，逆时针方向的偏航状态包括：正常逆时针偏航、逆时针偏航停止；通过偏航系统中的偏航电机保护开关获取开关状态，开关状态包括开启状态和关闭状态；通过偏航系统中的偏航传感器获取扭缆角度和扭缆角速度。

其中，正常顺时针偏航，可以表示偏航电机正在顺时针偏航，顺时针偏航停止，可以表示偏航电机顺时针偏航停止；正常逆时针偏航，可以表示偏航电机正在逆时针偏航，逆时针偏航停止，可以表示偏航电机逆时针偏航停止。

偏航电机保护开关可以为断路器，但不仅限于此，也可以是其他可以对偏航电机进行过流保护的设备，本申请在此不作限定。偏航传感器可以为接近开关，可以用于检测偏航动作，获取扭缆角度和扭缆角速度，但不仅限于此，也可以是其他可以获取到偏航系统中电缆的扭缆角度和扭缆角速度的偏航传感器，本申请在此不作限定，其中，扭缆角度可以用于表示偏航位置，扭缆角速度可以用于表示单位时间内的扭缆角度。当然，本申请在此也不限定偏航传感器的数量，可以包括一个或多个，多个偏航传感器之间可以相关配合，通过对多个偏航传感器采集的监测数据进行整合处理，可以获取到偏航系统中的扭缆角度和扭缆角速度。

图4为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图。可选地，如图4所示，上述偏航传感器可以包括第一偏航传感器和第二偏航传感器；上述将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

S401、将第二预设时间段内第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型。

S402、若第二预设时间段内第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据相同，输出故障诊断结果为偏航传感器位置发生偏移。

可选地，偏航传感器可以包括两个，分别是第一偏航传感器和第二偏航传感器，第一偏航传感器和第二偏航传感器可以分别设于偏航系统中的不同位置，一般地，第二预设时间段内两者采集的监测数据会不同，通过对其采集的两组监测数据进行整合处理，可以获取到偏航系统中的扭缆角度和扭缆角速度，那么根据此原理，可以将第二预设时间段内第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型，通过判断第二预设时间段内第一偏航传感器和第二偏航传感器是否相同来确定第一偏航传感器或第二偏航传感器的位置是否发生偏移，其中，若相同，可以认为偏航传感器位置发生偏移，可选地，该位置偏移可以是第一偏航传感器或第二偏航传感器位置发生偏移，当然，根据实际的应用场景也可以是第一偏航传感器和第二偏航传感器位置同时发生偏移，本申请在此不作限定，根据实际的使用情况可具体分析，进一步确定。

需要说明的是，第二预设时间段可以为10秒、15秒、20秒等，本申请在此不作限定，第二预设时间段可以小于前述第一预设时间段，为前述第一预设时间段中的某时间段。

图5为本申请实施例提供的又一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图。可选地，如图5所示，上述将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

S501、将第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态和第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型。

S502、若偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，第一偏航传感器或第二偏航传感器的监测数据未发生变化，输出故障诊断结果为偏航传感器损坏。

其中，正常工作情况下，一般地，第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航时，第一偏航传感器或第二偏航传感器的监测数据会一直在变化，因此，基于该原理，可以将第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态和第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型，若第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航时，而第一偏航传感器或第二偏航传感器的监测数据未发生变化，那么此时可以认为第一偏航传感器或第二偏航传感器损坏无法工作从而导致监测数据未发生变化，因此，此时可以输出故障诊断结果为偏航传感器损坏。

当然，也可以进一步判断是哪个偏航传感器损坏，具体地，若第一偏航传感器的监测数据未发生变化，那么可以输出第一偏航传感器损坏的故障诊断结果；若第二偏航传感器的监测数据未发生变化，那么可以输出第二偏航传感器损坏的故障诊断结果，当然，需要说明的是，若实际工作过程中包括其他多个偏航传感器，那么可以参见上述过程判断其他传感器是否损坏，本申请在此不再赘述。

图6为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图。可选地，如图6所示，上述将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

S601、将偏航电机保护开关的状态和第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态输入偏航故障诊断模型。

S602、若偏航电机保护开关的状态为关闭，且第三预设时间段内偏航状态持续为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，输出故障诊断结果为偏航接触器粘连。

其中，正常工作情况下，若偏航电机保护开关的状态为关闭，对应地，在第三预设时间段内，通过第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态应该为顺时针偏航停止或逆时针偏航停止，那么根据此原理，可以将偏航电机保护开关的状态和第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态输入偏航故障诊断模型，若确定偏航电机保护开关的状态为关闭且第三预设时间段内偏航状态持续为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，此时即可认为偏航接触器发生故障，故障原因可以是偏航接触器粘连。

当然，也可以进一步判断是哪个偏航接触器损坏，具体地，若第三预设时间内第一偏航接触器的偏航状态为正常顺时针偏航，那么可以输出第一偏航接触器粘连的故障诊断结果；若第三预设时间内第二偏航接触器的偏航状态为正常逆时针偏航，那么可以输出第二偏航接触器粘连的故障诊断结果。

需要说明的是，上述第三预设时间段可以为5秒、10秒等，本申请在此不作限定，第三预设时间段可以小于前述第一预设时间段，为前述第一预设时间段中的某时间段。

图7为本申请实施例提供的又一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图。可选地，若确定偏航接触器未粘连、偏航传感器未损坏时，如图7所示，将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

S701、将第四预设时间段内第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器采集的监测数据输入偏航故障诊断模型。

S702、根据偏航传感器采集的监测数据，计算扭缆角速度。

S703、若第四预设时间段内偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，且扭缆角速度不满足预设阈值范围时，输出故障诊断结果为偏航电机/减速机硬件损坏。

此外，依据前述的方法，若确定偏航接触器未粘连、偏航传感器未损坏，那么可以进一步判断偏航电机/减速机硬件是否发生损坏。一般的，正常工作情况下，第四预设时间段内第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，对应地，通过偏航系统中的偏航传感器获取的扭缆角速度会在预设阈值范围内，那么根据此原理，可以将第四预设时间段内第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型，首先根据偏航传感器的监测数据，计算扭缆角速度，若确定第四预设时间段内对应的偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，且扭缆角速度不满足预设阈值范围，那么可以认为偏航电机/减速机硬件损坏，输出对应的故障诊断结果。

其中，需要说明的是，对于扭缆角速度的计算，可以先计算出扭缆角度，然后根据扭缆角度和对应的时间，计算扭缆角速度。此外，若预设阈值范围为A～B，扭缆角速度不满足预设阈值范围，可以是扭缆角速度小于A，即扭缆角速度较小，也可以是扭缆角速度大于B，即扭缆角速度较大，这两种情况下都可以认为扭缆角速度不满足预设阈值范围。上述第四预设时间段可以为5秒、10秒等，本申请在此不作限定，第四预设时间段可以小于前述第一预设时间段，为前述第一预设时间段中的某时间段。

图8为本申请实施例提供的另一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法的流程示意图。若确定偏航电机/减速机硬件未损坏时，可选地，如图8所示，上述将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

S801、将第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型。

S802、根据偏航传感器的监测数据，计算扭缆角度。

S803、若偏航状态为顺时针偏航停止或逆时针偏航停止，且第五预设时间段内扭缆角度大于预设阈值时，输出故障诊断结果为偏航电机刹车制动故障。

可选地，若依据前述的方法，确定偏航电机/减速机硬件未损坏，那么可以进一步判断是否发生偏航电机刹车制动故障(比如，偏航电机刹车制动较小)。一般地，若通过第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态为顺时针偏航停止或逆时针偏航停止，对应地，通过偏航系统中的偏航传感器获取的扭缆角度会小于预设阈值，即偏航电机刹车制动力正常，可以实现正常刹车，而若发生故障(比如，偏航电机刹车制动较小)时，对应地，通过偏航系统中的偏航传感器获取的扭缆角度会大于预设阈值，那么根据此原理可以判断偏航系统是否发生偏航电机刹车制动故障的故障，若是，则可以输出对应的故障诊断结果。上述第五预设时间段可以为5秒、10秒等，本申请在此不作限定，第五预设时间段可以小于前述第一预设时间段，为前述第一预设时间段中的某时间段。

可选地，上述方法还可以包括：根据风力发电机组发生故障时的故障数据或偏航系统中采集的监测数据，生成对应的故障波形和故障报表。

其中，故障波形可以为故障时间点前、后第一预设时间段内故障数据所对应的故障波形，其可以包括但不限于：故障发生时刻、监测数据的采样频率、故障数据值(比如，前述的扭缆角度)等，本申请在此不作限定，根据不同的故障类型可以对应不同的故障波形，便于在进行故障诊断时，可以用于辅助分析，提高故障诊断结果的准确性。

故障报表可以包括但不限于：故障发生时间、故障发生时工况的风速、风向、输出功率、故障发生频次、故障原因等，本申请在此不作限定，根据实际的应用场景可以包括其他监测数据，便于后期进行故障统计和分析，为分析偏航系统性能提供依据。

图9为本申请实施例提供的一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断装置的功能模块示意图，该装置基本原理及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考方法实施例中的相应内容。如图9所示，该风力发电机组中偏航系统的故障诊断装置100包括：获取模块110和诊断模块120。

获取模块110，用于获取偏航系统中采集的监测数据；

诊断模块120，用于将监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障。

可选地，获取模块110，具体用于获取风力发电机组发生故障时的故障数据；根据故障数据，提取偏航系统中采集的监测数据。

可选地，获取模块110，具体用于判断风力发电机组是否发生故障；若风力发电机组发生故障，则获取风力发电机组发生故障时间点前、后第一预设时间段内的故障数据。

可选地，获取模块110，具体用于通过偏航系统中的第一偏航接触器获取偏航电机在顺时针方向的偏航状态，顺时针方向的偏航状态包括：正常顺时针偏航、顺时针偏航停止；通过偏航系统中的第二偏航接触器获取偏航电机在逆时针方向的偏航状态，逆时针方向的偏航状态包括：正常逆时针偏航、逆时针偏航停止；通过偏航系统中的偏航电机保护开关获取开关状态，开关状态包括开启状态和关闭状态；通过偏航系统中的偏航传感器获取扭缆角度和扭缆角速度。

可选地，偏航传感器包括第一偏航传感器和第二偏航传感器；诊断模块120，具体用于将第二预设时间段内第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；若第二预设时间段内第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据相同，输出故障诊断结果为偏航传感器位置发生偏移。

可选地，诊断模块120，具体用于将第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和第一偏航传感器和第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；若偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，第一偏航传感器或第二偏航传感器的监测数据未发生变化，输出故障诊断结果为偏航传感器损坏。

可选地，诊断模块120，具体用于将偏航电机保护开关的状态和第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态输入偏航故障诊断模型；若偏航电机保护开关的状态为关闭且第三预设时间段内所述偏航状态持续为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，输出故障诊断结果为偏航接触器粘连。

可选地，若确定偏航接触器未粘连、偏航传感器未损坏时；诊断模块120，具体用于将第四预设时间段内第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器采集的监测数据输入偏航故障诊断模型；根据偏航传感器采集的监测数据，计算扭缆角速度；若第四预设时间段内偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，且扭缆角速度不满足预设阈值范围时，输出故障诊断结果为偏航电机/减速机硬件损坏。

可选地，若确定偏航电机/减速机硬件未损坏时，诊断模块120，具体用于将第一偏航接触器或第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；根据偏航传感器的监测数据，计算扭缆角度；若偏航状态为顺时针偏航停止或逆时针偏航停止，且第五预设时间段内扭缆角度大于预设阈值时，输出故障诊断结果为偏航电机刹车制动故障。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

图10为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。如图10所示，该电子设备可以包括：处理器210、存储介质220和总线230，存储介质220存储有处理器210可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器210与存储介质220之间通过总线230通信，处理器210执行机器可读指令，以执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选地，本申请还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断方法，其特征在于，包括：

获取偏航系统中采集的监测数据；

将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，所述故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，所述故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车制动故障。

2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述获取偏航系统中采集的监测数据，包括：

获取所述风力发电机组发生故障时的故障数据；

根据所述故障数据，提取所述偏航系统中采集的监测数据。

3.根据权利要求2所述的故障诊断方法，其特征在于，所述获取所述风力发电机组发生故障时的故障数据，包括：

判断所述风力发电机组是否发生故障；

若所述风力发电机组发生故障，则获取所述风力发电机组发生故障时间点前、后第一预设时间段内的故障数据。

4.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，获取偏航系统中采集的监测数据包括下述至少两项：

通过所述偏航系统中的第一偏航接触器获取偏航电机在顺时针方向的偏航状态，所述顺时针方向的偏航状态包括：正常顺时针偏航、顺时针偏航停止；

通过所述偏航系统中的第二偏航接触器获取偏航电机在逆时针方向的偏航状态，所述逆时针方向的偏航状态包括：正常逆时针偏航、逆时针偏航停止；

通过所述偏航系统中的偏航电机保护开关获取开关状态，所述开关状态包括开启状态和关闭状态；

通过所述偏航系统中的偏航传感器获取扭缆角度和扭缆角速度。

5.根据权利要求4所述的故障诊断方法，其特征在于，所述偏航传感器包括第一偏航传感器和第二偏航传感器；

所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将第二预设时间段内所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

若第二预设时间段内所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据相同，输出故障诊断结果为所述偏航传感器位置发生偏移。

6.根据权利要求5所述的故障诊断方法，其特征在于，所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和所述第一偏航传感器和所述第二偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

若所述偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，所述第一偏航传感器或所述第二偏航传感器的监测数据未发生变化，输出故障诊断结果为偏航传感器损坏。

7.根据权利要求4所述的故障诊断方法，其特征在于，所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将所述偏航电机保护开关的状态和所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态输入偏航故障诊断模型；

若所述偏航电机保护开关的状态为关闭且第三预设时间段内所述偏航状态持续为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，输出故障诊断结果为偏航接触器粘连。

8.根据权利要求4所述的故障诊断方法，其特征在于，若确定所述偏航接触器未粘连、所述偏航传感器未损坏时；

所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将第四预设时间段内所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和所述偏航传感器采集的监测数据输入偏航故障诊断模型；

根据所述偏航传感器采集的监测数据，计算扭缆角速度；

若所述第四预设时间段内所述偏航状态为正常顺时针偏航或正常逆时针偏航，且所述扭缆角速度不满足预设阈值范围时，输出故障诊断结果为偏航电机/减速机硬件损坏。

9.根据权利要求8所述的故障诊断方法，其特征在于，若确定所述偏航电机/减速机硬件未损坏时，所述将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，包括：

将所述第一偏航接触器或所述第二偏航接触器采集的偏航状态和偏航传感器的监测数据输入偏航故障诊断模型；

根据所述偏航传感器的监测数据，计算扭缆角度；

若所述偏航状态为顺时针偏航停止或逆时针偏航停止，且第五预设时间段内所述扭缆角度大于预设阈值时，输出故障诊断结果为偏航电机刹车制动故障。

10.一种风力发电机组中偏航系统的故障诊断装置，其特征在于，包括：获取模块和诊断模块；

所述获取模块，用于获取偏航系统中采集的监测数据；

所述诊断模块，用于将所述监测数据输入偏航故障诊断模型，输出故障诊断结果，其中，所述故障诊断模型由已知故障诊断结果以及对应的监测数据训练获取，所述故障诊断结果包括下述至少一种：偏航传感器位置发生偏移、偏航传感器损坏、偏航接触器粘连、偏航电机/减速机硬件损坏、偏航电机刹车故障。

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