CN113824426A - 风力发电机组的滤波器控制方法及其装置 - Google Patents

风力发电机组的滤波器控制方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种风力发电机组的滤波器控制方法及其装置。所述滤波器控制方法包括：获取风力发电机组的机舱加速度信号；根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率；以及基于确定的塔架一阶固有频率来调整滤波器的参数。

Description

风力发电机组的滤波器控制方法及其装置
技术领域
本公开涉及风力发电技术领域，更具体地，本公开涉及一种风力发电机组的滤波器控制方法及其装置。
背景技术
为了更好地利用风资源，提升发电量，采用风电场定制化业务。由于根据不同机位点差异化的风速选择并使用最适合的机型，导致同一风电场存在多种配置的机型，所以对后期风力发电机组的维护(例如对不同风力发电机组的控制参数的维护与升级工作)带来极大困扰。另外，相同配置的机型由于所处不同风电场地质条件的不同，甚至同一风电场不同机位点基础刚度的不同，都会导致风力发电机组的塔架一阶固有频率发生变化，即使是同一风力发电机组，随着运行时间的增加塔架一阶固有频率也会发生变化。
发明内容
本公开的示例性实施例提供了一种风力发电机组的滤波器控制方法及其装置，至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题，并且提供下述的有益效果。
本公开的一方面在于提供一种用于风力发电机组的滤波器控制方法，所述滤波器控制方法可以包括：获取风力发电机组的机舱加速度信号；根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率；以及基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数。
根据确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数的步骤可以包括：确定所述塔架一阶固有频率是否发生改变；如果所述塔架一阶固有频率发生改变，则基于所述塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的频率参数，否则不调整所述滤波器的频率参数。
所述滤波器控制方法还可以包括：根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次；以及基于确定的塔架一阶振动频次来调整所述滤波器的阻尼参数。
获取风力发电机组的机舱加速度信号的步骤可以包括对获取的机舱加速度信号进行重采样。
根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率的步骤可以包括：对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号；以及从所述频域信号中确定预定频率范围内的与最大幅值对应的频率作为塔架一阶固有频率。
获取风力发电机组的机舱加速度信号的步骤可以包括：按照预定采样长度获取机舱加速度信号，其中，根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率的步骤包括：对获取的机舱加速度信号进行FFT并获得相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值；根据塔架一阶固有频率参考值对相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值进行筛选并存储筛选后的塔架一阶固有频率测量值；以及当存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率。
筛选步骤可以包括：当相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第一阈值，将相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值删除。
根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率的步骤可以包括：对存储的塔架一阶固有频率测量值中的位于预定置信区间内的数据求取平均值作为塔架一阶固有频率。
基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数的步骤可以包括将确定的塔架一阶固有频率作为所述滤波器的中心频率值。
根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次的步骤可以包括：从获取的机舱加速度信号中确定加速度包络值；当所述加速度包络值满足预定条件时，对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号；以及当所述频域信号中的最大幅值大于或等于第二最大幅值的两倍时，确定发生塔架一阶振动并对塔架一阶振动次数进行统计。
基于确定的塔架一阶振动频次来调整所述滤波器的阻尼参数的步骤可以包括：当确定的塔架一阶振动频次在第一范围时，使用第一阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；当确定的塔架一阶振动频次为第二范围时，使用第二阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；以及当确定的塔架一阶振动频次为第三范围时，使用第三阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数。
所述滤波器控制方法还可以包括：将确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值进行比较；如果确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第二阈值，则执行预警提示操作，否则基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数。
本公开的另一方面在于提供一种用于风力发电机组的滤波器控制装置，所述滤波器控制装置可以包括：数据获取模块，用于获取风力发电机组的机舱加速度信号，并且根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率；以及参数调整模块，用于基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数。
参数调整模块可以确定所述塔架一阶固有频率是否发生改变；如果所述塔架一阶固有频率发生改变，则基于所述塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的频率参数，否则不调整所述滤波器的频率参数。
数据获取模块可以根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次，其中，参数调整模块可以基于确定的塔架一阶振动频次来调整所述滤波器的阻尼参数。
数据获取模块可以对获取的机舱加速度信号进行重采样。
数据获取模块可以对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号，并且从所述频域信号中确定预定频率范围内的与最大幅值对应的频率作为塔架一阶固有频率。
数据获取模块可以按照预定采样长度获取机舱加速度信号，对获取的机舱加速度信号进行FFT并获得相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值，根据塔架一阶固有频率参考值对相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值进行筛选并存储筛选后的塔架一阶固有频率测量值，并且当存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率。
当相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第一阈值，数据获取模块可以将相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值删除。
数据获取模块可以对存储的塔架一阶固有频率测量值中的位于预定置信区间内的数据求取平均值作为塔架一阶固有频率。
参数调整模块可以将确定的塔架一阶固有频率作为所述滤波器的中心频率值。
数据获取模块可以从获取的机舱加速度信号中确定加速度包络值，当所述加速度包络值满足预定条件时，对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号；以及当所述频域信号中的最大幅值大于或等于第二最大幅值的两倍时，确定发生塔架一阶振动并对塔架一阶振动次数进行统计。
当确定的塔架一阶振动频次在第一范围时，参数调整模块可以使用第一阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；当确定的塔架一阶振动频次为第二范围时，参数调整模块可以使用第二阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；以及当确定的塔架一阶振动频次为第三范围时，参数调整模块可以使用第三阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数。
所述的滤波器控制装置还可以包括预警模块。所述预警模块可以将确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值进行比较；如果确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第二阈值，则执行预警提示操作。
根据本公开的示例性实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当计算机程序被处理器执行时实现如上所述的滤波器控制方法。
根据本公开的另一示例性实施例，提供一种计算机，包括存储有计算机程序的可读介质和处理器，其特征在于，当处理器运行计算机程序时执行如上所述的滤波器控制方法。
以上描述的设备和方法通过风力发电机组的运行数据自主辨识塔架一阶固有频率，对塔架滤波器的频率参数进行调整，并且实时监测塔架振动情况，根据塔架振动情况自适应调整塔架滤波器的阻尼参数，从而满足不同风力发电机组的需求，使得在无需人工参与的情况下更加精准地控制风力发电机组。
此外，将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。
附图说明
通过结合附图，从实施例的下面描述中，本公开这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的用于风力发电机组的滤波器控制方法的流程图；
图2是示出根据本公开的另一示例性实施例的用于风力发电机组的滤波器控制方法的流程图；
图3是示出根据本公开的示例性实施例的用于风力发电机组的滤波器控制装置的框图。
具体实施方式
提供参照附图的以下描述以帮助对由权利要求及其等同物限定的本公开的实施例的全面理解。包括各种特定细节以帮助理解，但这些细节仅被视为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对描述于此的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，省略对公知的功能和结构的描述。
在现有技术中，针对不同的风力发电机组，一般采取人工方式配置塔架一阶滤波器参数，为满足设计值与实际塔架频率的差异性，塔架滤波器参数一般设置较大的频率带宽来满足不同机组的需求，无法实现精准控制，并且由于塔架一阶固有频率的偏差，滤波器参数调整不准确，导致风力发电机组出现振动情况，增加风力发电机组的故障率。
针对此，本公开提出了一种基于风力发电机组的运行数据实时分析塔架一阶固有频率，监测风力发电机组的振动情况，自动调整塔架滤波器参数，实现控制参数的“一机一策”，减少由于控制参数偏差导致的振动故障。
在下文中，根据本公开的各种实施例，将参照附图对本公开的设备以及方法进行描述。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的用于风力发电机组的滤波器控制方法的流程图。该滤波器控制方法可以由风力发电机组的主控控制器执行或者可以由单独的处理器执行。这里，滤波器可以指风力发电机组的塔架一阶滤波器，然而，本公开不限于此。
参照图1，在步骤S101，可以获取风力发电机组的机舱加速度信号。在获取机舱加速度信号时，一般在风力发电机组稳定运行一段时间后开始收集数据，这样避免启机过程中的不稳定数据对塔架频率分析带来偏差。例如，可以在风力发电机组正常发电5分钟之后开始获取风力发电机组的机舱加速度信号。
根据本公开的实施例，机舱加速度信号可以是Y方向机舱加速度信号。可以经由安装在风力发电机组机舱上的加速度传感器来获取风力发电机组的Y方向机舱加速度信号。
在本公开中，可以对直接获取的机舱加速度信号进行重采样处理以降低采样频率，从而解决可编程逻辑控制器PLC的数据存储以及CPU占用率的问题。
作为示例，可以获取PLC采样频率为50Hz的Y方向机舱加速度信号，然后对Y方向机舱加速度信号进行重采样以获取例如5Hz Y方向机舱加速度信号。
在步骤S102，可以根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率。可以对机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号，然后从频域信号中确定预定频率范围内的与最大幅值对应的频率作为塔架一阶固有频率。所述预定频率范围可以根据风力发电机组的塔架频率来确定。例如，一般风力发电机组的塔架频率在0.1Hz至0.5Hz，然而上述示例仅是示例性的，本公开不限于此。
在对机舱加速度信号进行FFT变换后，可以将在塔架频率范围(诸如0.1Hz-0.5Hz)内幅值最大点对应的频率作为塔架一阶固有频率值。
可选地，可以按照预定采样长度(诸如512个采样点)获取机舱加速度信号，然后对获取的机舱加速度信号进行FFT并获得相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值，根据塔架一阶固有频率参考值对相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值进行筛选并存储筛选后的塔架一阶固有频率测量值，当存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率。
具体地，当相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第一阈值，可以将相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值删除。例如，当塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差百分比大于或等于10％时，可以将该塔架一阶固有频率测量值删除，当塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差百分比小于10％时，可以将该塔架一阶固有频率测量值存储在特定数组内。当该特定数组内存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，对存储的塔架一阶固有频率测量值中的位于预定置信区间内的数据求取平均值作为塔架一阶固有频率。例如，可以将特定数组内存储的前5％最大数据和后5％最小数据删除，然后对保留的塔架一阶固有频率测量值求取平均值作为塔架一阶固有频率值。
在步骤S103，可以基于确定的塔架一阶固有频率来调整风力发电机组的滤波器参数。在确定塔架一阶固有频率后，可以将风力发电机组的滤波器的中心频率调整为确定的塔架一阶固有频率。
通过将塔架频率自主辨识以及滤波参数自适应技术替代传统的人工辨识，不仅规范了塔架频率辨识方法，降低了人工辨识的人力物力成本和停机操作引入的发电量损失，提高了系统辨识的精度和维度，容易地实现了批量化应用。
图2是示出根据本公开的另一示例性实施例的用于风力发电机组的滤波器控制方法的流程图。该滤波器控制方法可以由风力发电机组的主控控制器执行或者可以由单独的处理器执行。这里，滤波器可以指风力发电机组的塔架一阶滤波器，然而，本公开不限于此。
参照图2，在步骤S201，可以获取风力发电机组的机舱加速度信号。在本公开中，机舱加速度信号可以指Y方向机舱加速度信号。例如，可以使用安装在机舱上的加速度传感器来获取Y方向机舱加速度信号。
在步骤S202，对获取的机舱加速度信号进行重采样。例如，假设按照PLC采样频率50Hz获取机舱加速度信号后，可以对该机舱加速度信号进行重采样，获取5Hz机舱加速度信号。通过降低采样频率来满足PLC存储和计算的要求。
在步骤S203，根据重采样的机舱加速度信号来确定塔架一阶固有频率。可以对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号，然后从频域信号中确定预定频率范围内的与最大幅值对应的频率作为塔架一阶固有频率。预定频率范围可以根据塔架频率来设置，例如，将预定频率范围设置为0.1Hz至0.5Hz。然后从预定频率范围内的幅值最大点所对应的频率值确定为塔架一阶固有频率值。
可选地，可以按照预定采样长度获取机舱加速度信号，对获取的机舱加速度信号进行FFT并获得相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值，根据塔架一阶固有频率参考值对相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值进行筛选并存储筛选后的塔架一阶固有频率测量值，当存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率。例如，可以按照采样点为512个的采样长度来分别获取机舱加速度信号，对每个获取的机舱加速度信号进行FFT，然后分别从每个采样长度的机舱加速度信号中将与幅值最大对应的频率作为塔架一阶固有频率测量值，根据塔架一阶固有频率参考值对确定的每个塔架一阶固有频率测量值进行筛选，当机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第一阈值(例如10％)，将相应的塔架一阶固有频率测量值删除，当机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差小于第一阈值(例如10％)，将相应的塔架一阶固有频率测量值存储在预定数组中。当将预定数组存满之后，可以从特定数组内剔除前5％最大数据和后5％最小数据，即选取特定数组内置信区间90％以内的数据，然后对特定数组内剩余的数据求取均值作为最终的塔架一阶固有频率。
在步骤S204，确定塔架一阶固有频率是否发生改变。如果塔架一阶固有频率发生改变，则进入到步骤S205，否则不调整滤波器的参数。
在步骤S205，将确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值进行比较，如果确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第二阈值，则进入到步骤S206，执行预警提示操作，否则，进入到步骤S207，基于确定的塔架一阶固有频率来调整滤波器的频率参数。
作为示例，在步骤S206，可以将确定的塔架一阶固有频率值以文件的形式保存到PLC中，对塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值进行比较，当塔架一阶固有频率值与参考设计值之间的偏差百分比大于5％时，可以向工作人员进行预警提示，从而实现了长期的线上自主健康监测。这里，塔架一阶固有频率参考值可以根据设计仿真和设计人员的经验进行设置。
在步骤S207，可以根据确定的塔架一阶固有频率自动修改滤波器的中心频率参数。
在步骤S208，可以根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次。可以从获取的机舱加速度信号中确定加速度包络值，当加速度包络值满足预定条件时，对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号，当频域信号中的最大幅值大于或等于第二最大幅值的两倍时，确定发生塔架一阶振动并对塔架一阶振动次数进行统计。
作为示例，从Y方向机舱加速度选取加速度包络值，当加速度包络值持续15秒大于0.08g时，对Y方向机舱加速度进行FFT，将转换后的Y方向机舱加速度中的最大幅值(即塔架一阶固有频率对应的幅值)与第二最大幅值进行对比，当最大幅值大于第二大幅值的两倍时，即视为塔架一阶振动，对塔架一阶振动频次计数1次。
在步骤S209，可以基于确定的塔架一阶振动频次来调整滤波器的阻尼参数。由于塔架一阶振动次数越多，说明振动能量较大，需进一步加深滤波深度。因此，可以根据塔架一阶振动频次调整滤波深度。通过统计塔架一阶振动频次，对滤波器衰减量相关参数ξ1、ξ2进行调整，并且通过对塔架一阶振动频次的判断，选择不同的滤波器阻尼参数。
作为示例，当确定的塔架一阶振动频次在第一范围时，使用第一阻尼参数作为滤波器的阻尼参数，当确定的塔架一阶振动频次为第二范围时，使用第二阻尼参数作为滤波器的阻尼参数，当确定的塔架一阶振动频次为第三范围时，使用第三阻尼参数作为滤波器的阻尼参数。例如，当统计的塔架一阶振动频次小于3时，将滤波器的阻尼参数ξ1和ξ2分别设置为0.25和0.5，当统计的塔架一阶振动频次大于或等于3且小于6时，将滤波器的阻尼参数ξ1和ξ2分别设置为0.15和0.5，当统计的塔架一阶振动频次大于或等于6时，将滤波器的阻尼参数ξ1和ξ2分别设置为0.1和0.5。对于上述阻尼参数的设置，可以根据设计仿真来确定合适的阻尼参数。然而上述示例仅是示例性的，本公开不限于此。
上述方法实现了PLC在线计算，无需人为操作离线分析，更快捷高效地获得塔架一阶固有频率，并可以进行长期塔架频率监测，满足批量机组需求。此外，通过风力发电机组自身运行状态选择合适的滤波器控制参数，实现控制参数自调整，降低了机组故障率。
图3是示出根据本公开的示例性实施例的用于风力发电机组的滤波器控制装置的框图。滤波器控制装置300可以由风力发电机组的主控控制器实现，或者与主控控制器单独地形成单个实体并被安装在风力发电机组中。
参照图3，滤波器控制装置300可以包括数据获取模块301和参数调整模块302。滤波器控制装置300中的每个模块可以由一个或多个模块来实现，并且对应模块的名称可根据模块的类型而变化。在各种实施例中，可以省略滤波器控制装置300中的一些模块，或者还可包括另外的模块。此外，根据本公开的各种实施例的模块/元件可以被组合以形成单个实体，并且因此可等效地执行相应模块/元件在组合之前的功能。
数据获取模块301可以获取风力发电机组的机舱加速度信号，并且根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率。
优选地，在确定塔架一阶固有频率之前，数据获取模块301可以对获取的机舱加速度信号进行重采样处理，然后使用经过重采样的机舱加速度信号来确定塔架一阶固有频率。通过重采样处理，可以解决PLC数据存储以及CPU占用率问题。
数据获取模块301可以对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号，然后从转换的频域信号中确定预定频率范围内的与最大幅值对应的频率作为塔架一阶固有频率。
可选地，数据获取模块301可以按照预定采样长度获取至少一个机舱加速度信号，对至少一个机舱加速度信号中的每个机舱加速度信号进行FFT并获得关于每个机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值，根据塔架一阶固有频率参考值对关于每个机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值进行筛选并存储筛选后的塔架一阶固有频率测量值。当存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，数据获取模块301可以根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率。
作为示例，在筛选塔架一阶固有频率测量值时，如果关于每个机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第一阈值，数据获取模块301可以将相应的塔架一阶固有频率测量值删除。这样可以确保数据更加准确。进一步地，数据获取模块301可以对存储的塔架一阶固有频率测量值中的位于预定置信区间之外的数据删除，使用位于置信区间内的数据来求取平均值作为塔架一阶固有频率。
在确定完塔架一阶固有频率后，参数调整模块302可以基于确定的塔架一阶固有频率来调整风力发电机组滤波器的参数。
作为示例，首先，参数调整模块302可以确定塔架一阶固有频率是否发生改变，如果塔架一阶固有频率发生改变，则参数调整模块302可以基于该塔架一阶固有频率来调整滤波器的频率参数，否则参数调整模块302不需要调整滤波器的频率参数。
在调整滤波器的频率参数时，参数调整模块302可以将确定的塔架一阶固有频率作为滤波器的中心频率值。
此外，数据获取模块301可以根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次/次数。具体地，数据获取模块301可以从获取的机舱加速度信号中确定加速度包络值，当加速度包络值满足预定条件时，对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号，当频域信号中的最大幅值大于或等于第二最大幅值的两倍时，确定发生塔架一阶振动并对塔架一阶振动次数进行统计，从而确定塔架一阶振动频次。
参数调整模块302可以基于确定的塔架一阶振动频次来调整滤波器的阻尼参数。参数调整模块302根据统计的共振次数自动修改滤波器的阻尼系数，增加滤波深度。可以根据塔架一阶振动频次设置不同档位的阻尼参数。作为示例，当确定的塔架一阶振动频次在第一范围时，参数调整模块302可以使用第一阻尼参数作为滤波器的阻尼参数，当确定的塔架一阶振动频次为第二范围时，参数调整模块302可以使用第二阻尼参数作为滤波器的阻尼参数，当确定的塔架一阶振动频次为第三范围时，参数调整模块302可以使用第三阻尼参数作为滤波器的阻尼参数。例如，当统计的塔架一阶振动频次小于3时，将滤波器的阻尼参数ξ1和ξ2分别设置为0.25和0.5，当统计的塔架一阶振动频次大于或等于3且小于6时，将滤波器的阻尼参数ξ1和ξ2分别设置为0.15和0.5，当统计的塔架一阶振动频次大于或等于6时，将滤波器的阻尼参数ξ1和ξ2分别设置为0.1和0.5。对于上述阻尼参数的设置，可以根据设计仿真来确定合适的阻尼参数。然而上述示例仅是示例性的，本公开不限于此。
此外，滤波器控制装置300还可以包括预警模块(未示出)。预警模块可以对确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值进行比较，如果确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第二阈值，则执行预警提示操作，以提醒工作人员风力发电机组可能出现故障。
上述装置能够快速高效获取批量机组塔架一阶固有频率，无需人为干预，减少人工成本，并且通过滤波参数自适应调整，减少机组故障率，提高机组可靠性，增加发电量。
本技术领域技术人员可以理解，本公开包括涉及用于执行本公开中所述操作/步骤中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(ErasableProgrammable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
上述设备和方法应用塔架频率自主辨识及滤波参数自适应技术，替代了传统的人工辨识，容易实现批量化应用，不仅规范了辨识方法，降低了人工辨识的人力物力成本和停机操作引入的发电量损失，还可以实现长期的线上自主健康监测，提高了系统辨识的精度和维度，具有很强的创新性和开拓性。
虽然本公开是参照其示例性的实施例被显示和描述的，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。

Claims (26)

1.一种用于风力发电机组的滤波器控制方法，所述滤波器控制方法包括：
获取风力发电机组的机舱加速度信号；
根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率；以及
基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数。
2.如权利要求1所述的滤波器控制方法，其中，根据确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数的步骤包括：
确定所述塔架一阶固有频率是否发生改变；
如果所述塔架一阶固有频率发生改变，则基于所述塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的频率参数，否则不调整所述滤波器的频率参数。
3.如权利要求1所述的滤波器控制方法，还包括：
根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次；以及
基于确定的塔架一阶振动频次来调整所述滤波器的阻尼参数。
4.如权利要求1所述的滤波器控制方法，其中，获取风力发电机组的机舱加速度信号的步骤包括对获取的机舱加速度信号进行重采样。
5.如权利要求1或4所述的滤波器控制方法，其中，根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率的步骤包括：
对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号；以及
从所述频域信号中确定预定频率范围内的与最大幅值对应的频率作为塔架一阶固有频率。
6.如权利要求1或4所述的滤波器控制方法，其中，获取风力发电机组的机舱加速度信号的步骤包括：
按照预定采样长度获取机舱加速度信号，
其中，根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率的步骤包括：
对获取的机舱加速度信号进行FFT并获得相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值；
根据塔架一阶固有频率参考值对相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值进行筛选并存储筛选后的塔架一阶固有频率测量值；以及
当存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率。
7.如权利要求6所述的滤波器控制方法，其中，筛选步骤包括：
当相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第一阈值，将相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值删除。
8.如权利要求6所述的滤波器控制方法，其中，根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率的步骤包括：
对存储的塔架一阶固有频率测量值中的位于预定置信区间内的数据求取平均值作为塔架一阶固有频率。
9.如权利要求1所述的滤波器控制方法，其中，基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数的步骤包括：
将确定的塔架一阶固有频率作为所述滤波器的中心频率值。
10.如权利要求3所述的滤波器控制方法，其中，根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次的步骤包括：
从获取的机舱加速度信号中确定加速度包络值；
当所述加速度包络值满足预定条件时，对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号；以及
当所述频域信号中的最大幅值大于或等于第二最大幅值的两倍时，确定发生塔架一阶振动并对塔架一阶振动次数进行统计。
11.如权利要求3所述的滤波器控制方法，其中，基于确定的塔架一阶振动频次来调整所述滤波器的阻尼参数的步骤包括：
当确定的塔架一阶振动频次在第一范围时，使用第一阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；
当确定的塔架一阶振动频次为第二范围时，使用第二阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；以及
当确定的塔架一阶振动频次为第三范围时，使用第三阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数。
12.如权利要求1所述的滤波器控制方法，还包括：
将确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值进行比较；
如果确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第二阈值，则执行预警提示操作，否则基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数。
13.一种用于风力发电机组的滤波器控制装置，所述滤波器控制装置包括：
数据获取模块，用于获取风力发电机组的机舱加速度信号，并且根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶固有频率；以及
参数调整模块，用于基于确定的塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的参数。
14.如权利要求13所述的滤波器控制装置，其中，参数调整模块用于：
确定所述塔架一阶固有频率是否发生改变；
如果所述塔架一阶固有频率发生改变，则基于所述塔架一阶固有频率来调整所述滤波器的频率参数，否则不调整所述滤波器的频率参数。
15.如权利要求13所述的滤波器控制装置，其中，数据获取模块根据获取的机舱加速度信号确定塔架一阶振动频次，
其中，参数调整模块基于确定的塔架一阶振动频次来调整所述滤波器的阻尼参数。
16.如权利要求13所述的滤波器控制装置，其中，数据获取模块对获取的机舱加速度信号进行重采样。
17.如权利要求13或16所述的滤波器控制装置，其中，数据获取模块用于：
对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号；以及
从所述频域信号中确定预定频率范围内的与最大幅值对应的频率作为塔架一阶固有频率。
18.如权利要求13或16所述的滤波器控制装置，其中，数据获取模块用于：
按照预定采样长度获取机舱加速度信号；
对获取的机舱加速度信号进行FFT并获得相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值；
根据塔架一阶固有频率参考值对相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值进行筛选并存储筛选后的塔架一阶固有频率测量值；以及
当存储的塔架一阶固有频率测量值的数量到达预定数量时，根据存储的塔架一阶固有频率测量值计算塔架一阶固有频率。
19.如权利要求18所述的滤波器控制装置，其中，数据获取模块用于：
当相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第一阈值，将相应机舱加速度信号的塔架一阶固有频率测量值删除。
20.如权利要求18所述的滤波器控制装置，其中，数据获取模块对存储的塔架一阶固有频率测量值中的位于预定置信区间内的数据求取平均值作为塔架一阶固有频率。
21.如权利要求13所述的滤波器控制装置，其中，参数调整模块将确定的塔架一阶固有频率作为所述滤波器的中心频率值。
22.如权利要求15所述的滤波器控制装置，其中，数据获取模块用于：
从获取的机舱加速度信号中确定加速度包络值；
当所述加速度包络值满足预定条件时，对获取的机舱加速度信号进行快速傅里叶变换FFT以获得相应的频域信号；以及
当所述频域信号中的最大幅值大于或等于第二最大幅值的两倍时，确定发生塔架一阶振动并对塔架一阶振动次数进行统计。
23.如权利要求15所述的滤波器控制装置，其中，参数调整模块用于：
当确定的塔架一阶振动频次在第一范围时，使用第一阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；
当确定的塔架一阶振动频次为第二范围时，使用第二阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数；以及
当确定的塔架一阶振动频次为第三范围时，使用第三阻尼参数作为所述滤波器的阻尼参数。
24.如权利要求13所述的滤波器控制装置，还包括预警模块，用于：
将确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值进行比较；
如果确定的塔架一阶固有频率与塔架一阶固有频率参考值之间的偏差大于或等于第二阈值，则执行预警提示操作。
25.一种电子设备，包括：
存储器，用于存储程序；以及
一个或更多个处理器，
其中，当所述程序被运行时，所述一个或更多个处理器执行如权利要求1至12中的任意一项所述的滤波器控制方法。
26.一种计算机可读记录介质，其中，存储有程序，其特征在于，所述程序包括用于执行如权利要求1至12中的任意一项所述的滤波器控制方法的指令。
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