CN111708798B - 一种风电机组故障诊断与处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电机组故障诊断与处理方法及系统，系统包括数据解析模块，所述数据解析模块的输入端与风电机组相连，数据解析模块的输出端经过资料库与终端相连。方法包括：根据历史故障发生情况和处理经验，建立排查指导库；根据风电机组故障代码的触发条件和I/O点数据之间的关系，建立逻辑诊断库；建立专家信息模块并与处理指导方案相关联；在诊断分析报告和处理指导方案内设置评价信息，由现场人员评价并调整方案。上述技术方案直接面向现场故障处理业务的全过程，从故障发生，故障分析，故障解决全过程进行指导和支持，在故障发生时，即时的推送排查指导方案，有目的地进行排查精确的定位故障并提供处理指导方案，有效地解决故障。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种风电机组故障诊断与处理方法及系统。
背景技术
近年来，风电机组运营管理面临巨大挑战，风电机组的机型多样，零部件及控制系统也种类繁多，主控系统，变桨系统，变流器等软件系统在发生故障时生成的日志文件均需使用专业工具下载和查看，且分析过程复杂，需要人员具有较强的技术能力和数据分析经验，而风电场往往地域偏辟，自然环境恶劣，人员配备困难且更替频繁，人员处理经验不足导致在故障发生阶段响应不及时，在故障分析阶段故障定位不准确，在故障解决阶段处理效果不理想，给风电场带来了较大损失。
中国专利文献CN109948810A公开了一种“风电场智能消缺管理方法及系统”。采用了包括：建立初始的故障专家库；获取风力发电机组的故障数据；自动生成检修工单，其中，检修工单上超链接有故障专家库中用于指导检修的故障现象、故障原因和故障处理方法信息；检修人员获取故障数据和检修工单，并根据检修工单上的故障专家库的信息对风力发电机组进行检修；检修完成后，若检修人员认为故障专家库的信息适用，则勾选故障专家库中适用的信息，生成第一检修反馈工单；若检修人员认为故障专家库的信息不适用，则对故障专家库中的信息进行补充修改，生成第二检修反馈工单，并根据第二检修反馈工单对故障专家库的内容进行扩展。上述技术方案需采集实时数据或故障字，对机组故障日志文件没有进行解析利用，对故障处理指导不够全面，未对故障发生，分析，解决全过程进行指导，在故障发生未提供排查方向，在诊断结束时提供的复位建议或处理建议过于简单，且未对已处理经验加以学习利用，用于下一次诊断。
发明内容
本发明主要解决原有的的故障响应不及时，故障定位不准确，故障消缺经验不足的技术问题，提供一种风电机组故障诊断与处理方法及系统，直接面向现场故障处理业务的全过程，从故障发生，故障分析，故障解决全过程进行指导和支持，在故障发生时，即时的推送排查指导方案，让现场快速响应，有目的地进行排查；在获取故障日志文件后，会提供诊断分析报告和处理指导方案，精确的定位故障并提供处理指导方案，指导现场快速，有效地解决故障。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种风电机组故障诊断与处理系统，包括数据解析模块，所述数据解析模块的输入端与风电机组相连，数据解析模块的输出端经过资料库与终端相连。数据解析模块用于故障日志文件的数据格式转换，将机组生成的日志文件格式转换成本系统可读的文件格式。
作为优选，所述的资料库包括排查指导库、逻辑诊断库、处理指导库、文档资料库和专家信息模块，所述排查指导库、逻辑诊断库与处理模块相连。排查指导库用于获取机组停机信息，生成与故障代码对应的排查指导方案，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。逻辑诊断库用于分析故障日志分析，找到异常的I/O点数据，以此定位故障点，确定故障原因。处理指导库用于生成与故障点对应的处理指导方案，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。文档资料库包括历史的机组停机记录，维修记录，原因分析报告，处理方案，软件工具等，在手机端和PC端展示，可供检索和查询。专家信息模块包括各系统及零部件的专家及技术支持人员信息，如人员的专业领域，所负责系统或部件的名称，个人通讯方式等，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。
作为优选，所述的处理模块包括评价信息模块和诊断报告模块，所述评价信息模块与排查指导库相连，所述诊断报告模块与逻辑诊断库相连。诊断报告模块用于生成与故障点对应的诊断分析报告，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。评价信息模块用于记录，保存评价信息，并通过权重比例调整的方法调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率等。
一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，包括以下步骤：
①根据历史故障发生情况和处理经验，建立排查指导库，当机组停机时，根据接收到的机组停机信息，匹配出与之对应的排查指导方案；使用排查指导方案指导现场人员在故障发生阶段排查故障。
②根据风电机组故障代码的触发条件和I/O点数据之间的关系，建立逻辑诊断库，当机组发生故障时，分析故障日志并生成该次故障的诊断分析报告和处理指导方案；当机组发生故障时，读取故障日志文件并通过数据解析，将关键数据点提取出来，再通过函数逻辑表达式分析，确定故障点，最终生成该次故障的诊断分析报告和处理指导方案，指导现场人员在故障分析阶段定位故障，在故障解决阶段处理故障。函数逻辑表达式指的是通过比较，对比，排序等方法，用于确定或排除故障点。
③建立专家信息模块并与处理指导方案相关联；专家信息模块包括专家的姓名，职级，专业领域，通信方式等，与处理指导方案相关联，方便现场人员直接联系专家，获得更专业的支持。
④在诊断分析报告和处理指导方案内设置评价信息，由现场人员评价；
⑤采用权重比例调整的方法调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率。
作为优选，所述的步骤1中的排查指导方案，包括故障代码名称、排查对象、排查对象出现故障的概率和排查方法。
作为优选，所述的步骤1中的排查指导方案，包括故障代码名称、排查对象、排查对象出现故障的概率和排查方法步骤2中的故障日志包括主控停机时刻记录的I/O点数据和停机代码信息。
作为优选，所述的步骤2中通过分析故障日志提取关键数据点，所述关键数据点为故障发生时首先发生异变的信号或数值，用于确定故障点，所述故障点为与故障直接相关联的可更换的零部件或电气元件。
作为优选，所述的步骤2中的诊断分析报告，包括机组停机信息、关键数据点、故障点和故障原因；处理指导方案，包括复位建议，所需工具，处理方案，所需备件和专家通讯方式。
作为优选，所述的步骤4中的评价信息，包括故障点定位是否准确，实际故障点，排查指导方案是否有效。
作为优选，所述的步骤5中的权重比例排序的方法，指的是通过对评价信息进行权重分析，按照故障点定位是否准确，实际故障点、排查指导方案是否有效等进行加权排序，用于调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率。
本发明的有益效果是：
1.直接面向现场故障处理业务的全过程，从故障发生，故障分析，故障解决全过程进行指导和支持。在故障发生时，即时推送排查指导方案，让现场快速响应。
2.有目的地进行排查，针对性地检测风电机组运行的问题，提高风电机组故障排查效率。在获取故障日志文件后，供诊断分析报告和处理指导方案，精确的定位故障并提供处理指导方案，指导现场快速，有效的解决故障。
3.将故障代码触发条件和专家经验以函数逻辑表达式描述，挖掘历史数据并形成排查指导库和诊断逻辑库，适用于各类型风电机组故障的快速处理。
4.排查指导库和诊断逻辑库可自学习，通过评价信息，对诊断分析报告和处理指导方案进行评价，采用权重比例排序的方法调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率，达到系统自学习的目的。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接结构图。
图2是本发明的一种风电机组故障诊断与处理指导系统结构框图。
图3是本发明的一种故障诊断逻辑结构图。
图中1数据解析模块，2资料库，2.1排查指导库，2.2逻辑诊断库，2.3处理指导库，2.4文档资料库，2.5专家信息模块，3处理模块，3.1评价信息模块，3.2诊断报告模块，4终端。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种风电机组故障诊断与处理系统，如图1所示，包括数据解析模块1，数据解析模块1的输入端与风电机组相连，读取风电机组的故障日志文件。数据解析模块用于故障日志文件的数据格式转换，将机组生成的日志文件格式转换成本系统可读的文件格式。
数据解析模块1的输出端经过资料库2与终端4相连，终端包括手机端和PC端。资料库包括排查指导库2.1、逻辑诊断库2.2、处理指导库2.3、文档资料库2.4和专家信息模块2.5。其中，排查指导库2.1用于获取机组停机信息，生成与故障代码对应的排查指导方案，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。逻辑诊断库2.2用于分析故障日志分析，找到异常的I/O点数据，以此定位故障点，确定故障原因。处理指导库2.3用于生成与故障点对应的处理指导方案，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。文档资料库2.4包括历史的机组停机记录，维修记录，原因分析报告，处理方案，软件工具等，在手机端和PC端展示，可供检索和查询。专家信息模块2.5包括各系统及零部件的专家及技术支持人员信息，如人员的专业领域，所负责系统或部件的名称，个人通讯方式等，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。
还包括处理模块3，处理模块3包括评价信息模块3.1和诊断报告模块3.2。评价信息模块3.1与排查指导库2.1相连，诊断报告模块3.2与逻辑诊断库2.2相连。诊断报告模块用于生成与故障点对应的诊断分析报告，在手机端和PC端展示，可供查询和检索。排查指导库2.1、逻辑诊断库2.2与处理模块3相连。评价信息模块用于记录，保存评价信息，并通过权重比例调整的方法调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率等。
一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，如图2所示，包括以下步骤：
①根据历史故障发生情况和处理经验，建立排查指导库。当机组停机时，根据接收到的机组停机信息，匹配出与之对应的排查指导方案，排查指导方案包括故障代码名称、排查对象、排查对象出现故障的概率和排查方法等。指导现场人员在故障发生阶段排查故障。
②根据风电机组故障代码的触发条件和I/O点数据之间的关系，建立逻辑诊断库。当机组发生故障时，读取故障日志文件并通过数据解析，故障日志包括主控停机时刻记录的I/O点数据和停机代码信息。将关键数据点提取出来，关键数据点为故障发生时首先发生异变的信号或数值，用于确定故障点。再通过函数逻辑表达式分析，函数逻辑表达式指的是通过比较，对比，排序等方法，用于确定或排除故障点。确定故障点，故障点为与故障直接相关联的可更换的零部件或电气元件。最终生成该次故障的诊断分析报告和处理指导方案，诊断分析报告包括机组停机信息、关键数据点、故障点和故障原因；处理指导方案包括复位建议，所需工具，处理方案，所需备件和专家通讯方式。指导现场人员在故障分析阶段定位故障，在故障解决阶段处理故障。
③建立专家信息模块，包括专家的姓名，职级，专业领域，通信方式等，与处理指导方案相关联，方便现场人员直接联系专家，获得更专业的支持。
④在诊断分析报告和处理指导方案内设置评价信息由现场人员评价，评价信息包括故障点定位是否准确，实际故障点，排查指导方案是否有效。
⑤采用权重比例调整的方法调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率。权重比例排序的方法，指的是通过对评价信息进行权重分析，按照故障点定位是否准确，实际故障点、排查指导方案是否有效等进行加权排序，用于调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率。
如图3所示，讲述了故障诊断逻辑的分析过程，根据风电机组故障代码的触发条件和I/O点数据之间的关系，发电机过转速故障的触发是因为风轮低速轴转速rl，高速轴转速rh，发电机转速rg这三个转速至少有一个超过了保护门限值，将这个关系用诊断逻辑表达式表述出来，rl＞20r/min，或rh＞1991r/min，或rg＞1991r/min；用三者之间的关系来判断是哪一个转速触发了保护门限值，如表1所示，当，rl＞20r/min时，且|rl*齿轮箱变比-rh|≥75r/min与|rh-rg|≥75r/min均为真值时，可以确定故障点为低速轴接近开关故障。
表1
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了数据解析模块、排查指导库和逻辑诊断库等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (7)
1.一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，其特征在于，系统包括数据解析模块(1)，所述数据解析模块(1)的输入端与风电机组相连，数据解析模块(1)的输出端经过资料库(2)与终端(4)相连；
其工作方法，包括以下步骤：
①根据历史故障发生情况和处理经验，建立排查指导库，当机组停机时，根据接收到的机组停机信息，匹配出与之对应的排查指导方案；
②根据风电机组故障代码的触发条件和I/O点数据之间的关系，建立逻辑诊断库，当机组发生故障时，读取故障日志文件并通过数据解析，将关键数据点提取出来，分析故障日志并生成该次故障的诊断分析报告和处理指导方案，所述关键数据点为故障发生时首先发生异变的信号或数值，用于确定故障点，所述故障点为与故障直接相关联的可更换的零部件或电气元件；
③建立专家信息模块并与处理指导方案相关联；
④在诊断分析报告和处理指导方案内设置评价信息，由现场人员评价；
⑤采用权重比例调整的方法调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率，权重比例排序的方法指的是通过对评价信息进行权重分析，按照故障点定位是否准确，实际故障点、排查指导方案是否有效等进行加权排序，用于调整排查指导方案内排查内容的优先级和故障点的发生概率。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，其特征在于，所述资料库包括排查指导库(2.1)、逻辑诊断库(2.2)、处理指导库(2.3)、文档资料库(2.4)和专家信息模块(2.5)，所述排查指导库(2.1)、逻辑诊断库(2.2)与处理模块(3)相连。
3.根据权利要求2所述的一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，其特征在于，所述处理模块(3)包括评价信息模块(3.1)和诊断报告模块(3.2)，所述评价信息模块(3.1)与排查指导库(2.1)相连，所述诊断报告模块(3.2)与逻辑诊断库(2.2)相连。
4.根据权利要求1所述的一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，其特征在于，所述步骤1中的排查指导方案，包括故障代码名称、排查对象、排查对象出现故障的概率和排查方法。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，其特征在于，所述步骤2中的故障日志包括主控停机时刻记录的I/O点数据和停机代码信息。
6.根据权利要求1所述的一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，其特征在于，所述步骤2中的诊断分析报告，包括机组停机信息、关键数据点、故障点和故障原因；处理指导方案，包括复位建议，所需工具，处理方案，所需备件和专家通讯方式。
7.根据权利要求1所述的一种风电机组故障诊断与处理系统的工作方法，其特征在于，所述步骤4中的评价信息，包括故障点定位是否准确，实际故障点，排查指导方案是否有效。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.558 Shunfeng Road, Yuhang Economic and Technological Development Zone (Qianjiang Economic Development Zone), Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Yunda Energy Technology Group Co.,Ltd. Applicant after: HUANENG RENEWABLES Corp.,Ltd. Applicant after: HUANENG GROUP TECHNOLOGY INNOVATION CENTER Co.,Ltd. Address before: No.558 Shunfeng Road, Yuhang Economic and Technological Development Zone (Qianjiang Economic Development Zone), Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: ZHEJIANG WINDEY Co.,Ltd. Applicant before: HUANENG RENEWABLES Corp.,Ltd. Applicant before: HUANENG GROUP TECHNOLOGY INNOVATION CENTER Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |