CN113969870A - 用于风力发电机组估计器的监测方法及其装置 - Google Patents

用于风力发电机组估计器的监测方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种用于风力发电机组估计器的监测方法及其装置。所述监测方法可以包括以下步骤：使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计；根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查；以及基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障。

Description

用于风力发电机组估计器的监测方法及其装置
技术领域
本公开涉及风力发电技术领域，更具体地，本公开涉及一种用于风力发电机组估计器的监测方法及其装置。
背景技术
在风力发电机组运行期间，风力发电机组控制器可能会预先根据使用估计器估计的参数进行预测以保证风力发电机组在未来一段时间内按照预期运行。当在控制器中使用估计器时，如果估计器出现问题，则错误的估计将给控制器带来预测不准确的风险，从而导致风力发电机组无法按照预期运行。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种用于风力发电机组估计器的监测方法，所述监测方法可以包括：使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计；根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查；并且基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障。
基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障的步骤可以包括：将所述检查结果与监测阈值进行比较；如果所述检查结果超过所述监测阈值，则确定所述估计器发生故障，并且向用户发出警告消息。
根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查的步骤可以包括：根据所述估计器的类型来确定针对所述估计器的检查项；基于所述检查项中的每个检查项中包括的估计值和/或测量值来分别确定所述每个检查项的检查值；以及对所述每个检查值进行统计来获得所述检查结果。
针对包括估计值和测量值的任意一个检查项，可以通过以下方式确定所述任意一个检查项的检查值：对所述任意一个检查项中包括的估计值和测量值进行滤波处理；基于经滤波处理的估计值和测量值来确定所述任意一个检查项的检查值。
对所述每个检查值进行统计来获得所述检查结果的步骤可以包括：使用上下计数器对所述每个检查值进行求和以获得当前计数值；基于当前计数值和上一次检查结果来计算所述检查结果。
使用上下计数器对所述每个检查值进行求和以获得当前计数值的步骤可以包括：根据所述每个检查项的重要性为所述每个检查值设置不同的权重；将所述每个检查值与各自的权重相乘，以获得所述每个检查值的加权值；使用上下计数器对所述每个检查值的加权值进行求和以获得当前计数值。
计算所述检查结果的步骤可以包括：对上一次检查结果施加遗忘因子；基于当前计数值和施加遗忘因子的上一次检查结果来计算所述检查结果。
所述监测方法还可以包括：对检查结果进行抗饱和处理。
可选地，使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计的步骤可以包括：使用风速和推力估计器对风速和推力进行估计；根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查的步骤可以包括：根据估计的风速和推力以及测量的风速、发电机转速和桨矩角对风速和推力估计器进行检查。
可选地，对风速和推力估计器进行检查的步骤可以包括：将风速范围检查项、风速检查项、发电机转速检查项和推力检查项确定为针对风速和推力估计器的检查项；针对风速范围检查项，通过将测量的风速与预设风速范围进行比较来确定风速范围检查项的检查值；针对风速检查项，通过对估计的风速和测量的风速之间的差值与第一阈值进行比较来确定风速检查项的检查值；针对发电机转速检查项，根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态风速，并且通过对估计的风速和所述静态风速之间的差值与第二阈值进行比较来确定发电机转速检查项的检查值；针对推力检查项，根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态推力，并且通过对估计的推力和所述静态推力之间的差值与第三阈值来确定推力检查项的检查值。
本公开的另一方面在于提供一种用于风力发电机组估计器的监测装置，所述监测装置可以包括：检查模块，用于根据使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计而获得的所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查；以及控制模块，用于基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障。
控制模块可以将所述检查结果与监测阈值进行比较。如果所述检查结果超过所述监测阈值，则控制模块可以确定所述估计器发生故障，并且向用户发出警告消息。
检查模块可以根据所述估计器的类型来确定针对所述估计器的检查项，基于所述检查项中的每个检查项中包括的估计值和/或测量值来分别确定所述每个检查项的检查值，以及对所述每个检查值进行统计来获得所述检查结果。
检查模块可以针对包括估计值和测量值的任意一个检查项，通过以下方式确定所述任意一个检查项的检查值：对所述任意一个检查项中包括的估计值和测量值进行滤波处理；基于经滤波处理的估计值和测量值来确定所述任意一个检查项的检查值。
检查模块可以使用上下计数器对所述每个检查值进行求和以获得当前计数值，并且基于当前计数值和上一次检查结果来计算所述检查结果。
检查模块可以根据所述每个检查项的重要性为所述每个检查值设置不同的权重；将所述每个检查值与各自的权重相乘，以获得所述每个检查值的加权值；使用上下计数器对所述每个检查值的加权值进行求和以获得当前计数值。
检查模块可以对上一次检查结果施加遗忘因子，并且基于当前计数值和施加遗忘因子的上一次检查结果来计算所述检查结果。
检查模块可以对检查结果进行抗饱和处理。
可选地，检查模块可以根据使用风速和推力估计器对风速和推力进行估计而获得的估计的风速和推力以及测量的风速、发电机转速和桨矩角对风速和推力估计器进行检查。
可选地，检查模块可以将风速范围检查项、风速检查项、发电机转速检查项和推力检查项确定为针对风速和推力估计器的检查项；针对风速范围检查项，通过将测量的风速与预设风速范围进行比较来确定风速范围检查项的检查值；针对风速检查项，通过对估计的风速和测量的风速之间的差值与第一阈值进行比较来确定风速检查项的检查值；针对发电机转速检查项，根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态风速，并且通过对估计的风速和所述静态风速之间的差值与第二阈值进行比较来确定发电机转速检查项的检查值；针对推力检查项，根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态推力，并且通过对估计的推力和所述静态推力之间的差值与第三阈值来确定推力检查项的检查值。
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用于风力发电机组估计器的监测方法。
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用于风力发电机组估计器的监测方法。
以上描述的方法和装置能够自动监测风力发电机组控制器中使用的估计器以确保估计器提供准确的估计参数值，从而保证风力发电机组按照预期运行。
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估计器的监测方法的流程图；
图2是示出根据本公开的示例性实施例的用于监测风速和推力估计器的流程示意图；
图3是示出根据本公开的示例性实施例的用于确定风速检查项的检查值的流程示意图；
图4是示出根据本公开的示例性实施例的用于确定发电机转速检查项的检查值的流程示意图；
图5是示出根据本公开的示例性实施例的用于确定推力检查项的检查值的流程示意图；
图6是示出根据本公开的示例性实施例的用于确定检查结果的流程示意图；
图7是示出根据本公开的示例性实施例的用于风力发电机组估计器的监测装置的框图。
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。
将简要地定义在说明书中使用的术语，并且将详细描述实施例。
在说明书中使用的包括描述性或技术性术语的所有术语应被解释为具有对于本领域普通技术人员显而易见的含义。然而，根据本领域普通技术人员的意图、先例或新技术的出现，这些术语可具有不同的含义。此外，可由申请人任意选择一些术语，并且在这种情况下，所选择的术语的含义将在本公开的详细描述中被详细地描述。因此，本公开中使用的术语不应仅基于它们的名称来解释，而是必须基于术语的含义连同整个说明书中的描述一起来定义。
本公开中提及的“第一”、“第二”、“第三”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
在以下说明书中，单数形式包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
本公开提供了一种用于监视在风力发电机组控制器中使用的基于模型的估计器的方法，从而确保基于模型的估计器无故障且估计有效的条件下运行。
本公开提出了一种用于风力发电机组估计器的监测方法，实现了对估计器性能的预报，从而避免由于估计器估计不准确而给控制器带来运行风险。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装置以及方法进行描述。
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估计器的监测方法的流程图。本公开的监测方法可以由风力发电机组的主控制器执行或者可以由单独的处理器来执行。
参照图1，在步骤S101，使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计。
本公开的估计器可以包括用于估计风速的估计器、用于估计推力的估计器、用于估计塔架速度和塔架位移的估计器、用于估计风湍流的估计器等中的任意一个或所有可能组合，然而上述示例仅是示例性的，本公开不限于此。
估计的参数可以用于风力发电机组控制器的预测功能。例如，控制器可以使用估计的风速和推力来确定极限载荷。
在步骤S102，根据控制器所使用的参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对估计器进行检查。
如果控制器中使用的估计器出现故障，例如，估计的参数不准确，则控制器在使用估计的参数值运行时可能发生危险。因此，对于估计器的检查非常必要。作为示例，可以根据估计器的类型来确定针对估计器的检查项，基于检查项中的每个检查项中包括的估计值和/或测量值来分别确定每个检查项的检查值，并且对每个检查值进行统计来获得检查结果。
在本公开中，可以按照风力发电机组控制器的采用频率来计算每个检查项的检查值，即根据每次采样的估计值和测量值来确定每个检查项的检查值。
在确定检查值中，由于可以利用静态关系来实现，所以可以仅使用低频的信号能量来确定检查值，因此，可以基于滤波处理的估计信号和测量信号来确定每个检查项的检查值。例如，针对包括估计值和测量值的任意一个检查项，通过以下方式确定任意一个检查项的检查值：对任意一个检查项中包括的估计值和测量值进行滤波处理；基于经滤波处理的估计值和测量值来确定任意一个检查项的检查值。
可以使用上下计数器对每个检查值进行求和以获得当前计数值。优选地，可以根据每个检查项的重要性为每个检查值设置不同的权重，将每个检查值与各自的权重相乘，以获得每个检查值的加权值，使用上下计数器对每个检查值的加权值进行求和以获得当前计数值。
可以基于当前计数值和上一次检查结果来计算当前检查结果。优选地，可以对上一次检查结果施加遗忘因子，然后基于当前计数值和施加遗忘因子的上一次检查结果来计算当前检查结果。
此外，还可以对检查结果执行抗饱和处理。将检查结果限制在预定范围内。这里，预定范围可以是0至监测阈值之间的范围，监测阈值为与检查结果进行比较以确定估计器是否发生故障的阈值。然而，上述示例仅是示例性的，本公开不限于此。
在步骤S103，基于检查结果来确定估计器是否发生故障。可以将检查结果与监测阈值进行比较，如果检查结果超过监测阈值，则确定估计器发生故障并且向用户发出警告消息。
根据本公开的实施例，可以通过检查功能(即每个检查项)来更新上下计数器的输入，并且通过上下计数器的统计来更新用于引发估计器报警的报警信号，使得被监测的估计器在发生故障或估计错误时引发报警。
下面将参照图2至图6详细地描述如何对风速和推力估计器进行检查。
参照图2，对于风速和推力估计器，可以使用风速范围检查项Check_WindSpeedRange、风速检查项Check_LowPassWindSpeed、发电机转速检查项Check_LowPassGeneratorSpeed和推力检查项Check_LowPassThrustForce对风速和推力估计器逐项进行检查，然后将每个检查项的检查值输入到上下计数器UpDownCounter进行统计以获得检查结果Check Result。
可以利用估计的风速WindEst和估计的推力ThrustEst以及测量的风速HubWindSpeed、测量的发电机转速GenSpeed和测量的桨矩角Pitch来建立上述针对风速和推力估计器的检查项。
针对风速范围检查项Check_WindSpeedRange，可以通过将测量的风速HubWindSpeed与预设风速范围进行比较来确定风速范围检查项的检查值Check Value 1。例如，可以通过确定测量的风速vhub是否在估计器设计范围内来确定风速范围检查项的检查值，这里，估计器设计范围可以被设置为例如大于切入风速vin并小于切出风速vout的范围。当测量的风速在估计器设计范围内时，将风速范围检查项的检查值确定为1，否则确定为0。一般地，当检查值为1时，表示相应的检查项出现故障。
作为示例，可以使用下面的等式(1)来确定风速范围检查项的检查值：
Figure BDA0002597986450000071
其中，CWSR[n]表示与第n采样时刻对应的风速范围检查项的检查值，vhub[n]表示与第n采样时刻对应的测量的风速。在本公开中，可以按照风力发电机组控制器的采样频率(例如50Hz-100Hz)来执行对估计器的监测方法。
针对风速检查项Check_LowPassWindSpeed，可以通过对估计的风速WindEst和测量的风速HubWindSpeed之间的差值与第一阈值进行比较来确定风速检查项的检查值CheckValue 2。
由于比较操作是使用静态关系完成的，所以比较操作仅需要低频的信号能量，因此可以首选对测量的风速HubWindSpeed和估计的风速WindEst进行滤波处理。例如，参照图3，使用低通滤波器Lowpassfilter1对测量的风速HubWindSpeed进行滤波处理，使用低通滤波器Lowpassfilter2对估计的风速WindEst进行滤波处理。这里，低通滤波器可以是广义上的离散时间低通滤波器。
接下来，计算滤波处理的估计的风速和测量的风速之间的差值并将差值输入/反馈到绝对值函数，将差值的绝对值与第一阈值ThLFWindSpeedError进行比较，如果差值的绝对值大于第一阈值ThLFWindSpeedError，则将风速检查项Check_LowPassWindSpeed的检查值设置为1，否则将检查值设置为0。一般地，当检查值为1时，表示相应的检查项出现故障。这里，第一阈值可以根据设计需求进行设置和调整，使得能够快速地检测到该检查项是不是正常。
针对发电机转速检查项Check_LowPassGeneratorSpeed，可以根据测量的发电机转速GenSpeed和桨矩角Pitch来获得静态风速，并且通过对估计的风速WindEst和静态风速之间的差值与第二阈值进行比较来确定发电机转速检查项的检查值Check Value 3。
作为示例，参照图4，使用低通滤波器Lowpassfilter3对估计的风速WindEst进行低通滤波，使用低通滤波器Lowpassfilter4对测量的发电机转速GenSpeed进行低通滤波，使用低通滤波器Lowpassfilter5对测量的桨矩角Pitch进行低通滤波。低通滤波器可以是广义上的离散时间低通滤波器。使用经过低通滤波处理的的发电机转速和桨矩角根据发电机转速和桨矩角与风速的静态映射来计算静态风速。这里，发电机转速和桨矩角与风速的静态映射可以根据功率系数表(CP表)来推导出。
接下来，计算滤波处理的估计的风速和计算出的静态风速之间的差值并将差值输入/反馈到绝对值函数，将差值的绝对值与第二阈值ThLPGSPitchError进行比较，如果差值的绝对值大于第二阈值ThLPGSPitchError，则将发电机转速检查项Check_LowPassGeneratorSpeed的检查值设置为1，否则将检查值设置为0。一般地，当检查值为1时，表示相应的检查项出现故障。这里，第二阈值可以根据设计需求进行设置和调整，使得能够快速地检测到该检查项是不是正常。
针对推力检查项Check_LowPassThrustForce，可以根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态推力，并且通过对估计的推力和所述静态推力之间的差值与第三阈值来确定推力检查项的检查值Check Value 4。
作为示例，参照图5，使用低通滤波器Lowpassfilter6对估计的推力ThrustEst进行低通滤波，使用低通滤波器Lowpassfilter7对测量的桨矩角Pitch进行低通滤波，使用低通滤波器Lowpassfilter8对测量的发电机转速GenSpeed进行低通滤波。低通滤波器可以是广义上的离散时间低通滤波器。使用经过低通滤波的发电机转速和桨矩角根据发电机转速和桨矩角与推力的静态映射来计算静态推力。这里，发电机转速和桨矩角与推力的静态映射可以根据推力系数表(CT表)来推导出。
接下来，计算滤波处理的估计的推力和计算出的静态推力之间的差值并将差值输入/反馈到绝对值函数，将差值的绝对值与第三阈值ThLPGTFError进行比较，如果差值的绝对值大于第三阈值ThLPGTFError，则将发电机转速检查项Check_LowPassThrustForce的检查值设置为1，否则将检查值设置为0。一般地，当检查值为1时，表示相应的检查项出现故障。这里，第三阈值可以根据设计需求进行设置和调整，使得能够快速地检测到该检查项是不是正常。
可选地，在确定检查项的检查值中，也可以将差值的绝对值与阈值范围进行比较，当差值的绝对值大于阈值范围的上限值时，将检查值设置为1，当差值的绝对值小于阈值范围的下限值时，将检查值设置为-1，而当差值的绝对值位于阈值范围内时，将检查值设置为0。这里，阈值范围的上限值和下限值可根据设计需求进行设置和调整，以保证估计器误差能够快速地被检测到，同时也保证误报警的次数。
在获得风速和推力估计器的每个检查项的检查值后，根据每个检查项的重要性为每个检查值设置不同的权重，将所述每个检查值与各自的权重相乘，以获得所述每个检查值的加权值。
参照图6，A1、A2、A3和A4分别表示每个检查项的权重值，每个检查项的权重值可以根据检查项的重要性被设置。所述权重影响了针对每一次的采样点所激活的每个检查项的重要性。例如，在风速和推力估计器的检查项中，风速范围检查项的权重值A1可以相对于其他三个检查项具有较高的权重，这是因为如果风速在短时间内超出预设风速范围，则需要进行报警操作。
对风速和推力滤波器的每个检查值进行统计来获得检查结果。在将每个检查值与各自的权重相乘以获得每个检查值的加权值之后，可以使用上下计数器来实现对每个加权的检查值的统计。在图6中，首先使用上下计数器对每个加权的检查值进行求和以获得当前计数值，对上一次检查结果施加遗忘因子alpha，然后基于当前计数值和施加遗忘因子的上一次检查结果来计算当前检查结果。这里，遗忘因子alpha的值被设置为小于1的值，遗忘因子alpha越小，表示过去的检查结果被遗忘的速度越快。然而，上述示例仅是示例性的，可以根据设计需求以及经验来不同地设置遗忘因子的值。
此外，还可以对检查结果进行抗饱和处理，即将计数器信号限制在一定范围内。这里，可以将0设置为该范围的下限值并且将监测阈值ThEstAlarm设置为上限值。监测阈值ThEstAlarm可以是与检查结果进行比较以确定估计器是否发生故障的阈值。监测阈值可根据设计需求进行设置和调整，以保证估计器误差能够快速地被检测到，同时也保证误报警的次数。然而上述示例仅是示例性的，本公开不限于此。
将检查结果与监测阈值ThEstAlarm进行比较，如果检查结果超过监测阈值ThEstAlarm，则确定估计器发生故障，并且向用户发出警告消息。这里，可以通过设置一个离散时间单位延迟模块，即离散系统中的基本存储模块1/z，实现根据当前和过去的故障情况来引发估计器报警。
作为示例，在监测阈值被设置为1的情况下，当计算的检查结果值为0.9时，无需引发估计器报警，当计算的检查结果为1.1时，此时需要引发估计器报警。当改变某一检查项的权重时，可能会使检查结果改变，相应地也会引发估计器报警。
上述针对风速和推力估计器的监测方法是示例性的，上述列举的检查项的数量和对检查项的实现在对风速和推力估计器的监测这种情况下有效，但是也可能与风力发电机组中使用的用于估算推力和风速以外的其他变量(例如，塔架位移和速度、或叶片偏转和速度等)的其他估算器有关，本领域技术人员可以按照上述类似的方式对其他类型的估计器进行监测。
图7是示出根据本公开的示例性实施例的用于风力发电机组估计器的监测装置的框图。监测装置700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7，监测装置700可以包括检查模块701和控制模块702。监测装置700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，可以省略监测装置700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。
检查模块701可以根据使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计而获得的参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对估计器进行检查
检查模块701可以根据估计器的类型来确定针对估计器的检查项。例如，在监测风速和推力估计器时，检查模块701可以将风速范围检查项、风速检查项、发电机转速检查项和推力检查项确定为针对风速和推力估计器的检查项。
检查模块701可以基于确定的检查项中的每个检查项中包括的估计值和/或测量值来分别确定每个检查项的检查值。例如，在监测风速和推力估计器时，检查模块701可以根据使用风速和推力估计器对风速和推力进行估计而获得的估计的风速和推力以及测量的风速、发电机转速和桨矩角对风速和推力估计器进行检查。具体地，针对风速范围检查项，检查模块701可以通过将测量的风速与预设风速范围进行比较来确定风速范围检查项的检查值；针对风速检查项，检查模块701可以通过对估计的风速和测量的风速之间的差值与第一阈值进行比较来确定风速检查项的检查值；针对发电机转速检查项，检查模块701可以根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态风速，并且通过对估计的风速和所述静态风速之间的差值与第二阈值进行比较来确定发电机转速检查项的检查值；针对推力检查项，检查模块701可以根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态推力，并且通过对估计的推力和所述静态推力之间的差值与第三阈值来确定推力检查项的检查值。
接下来，检查模块701可以对每个检查值进行统计来获得检查结果。
检查模块701可以针对包括估计值和测量值的任意一个检查项，通过以下方式确定任意一个检查项的检查值：对任意一个检查项中包括的估计值和测量值进行滤波处理；基于经滤波处理的估计值和测量值来确定任意一个检查项的检查值。例如，可以参照图3、图4和图5来分别确定风速和推力估计器的风速检查项、发电机转速检查项和推力检查项。
检查模块701可以使用上下计数器对每个检查值进行求和以获得当前计数值，并且基于当前计数值和上一次检查结果来计算检查结果。
优选地，检查模块701可以根据每个检查项的重要性为每个检查值设置不同的权重，将每个检查值与各自的权重相乘，以获得每个检查值的加权值，使用上下计数器对每个检查值的加权值进行求和以获得当前计数值。然后检查模块701可以对上一次检查结果施加遗忘因子，并且基于当前计数值和施加遗忘因子的上一次检查结果来计算当前检查结果。
此外，检查模块可以对检查结果进行抗饱和处理。
控制模块702可以基于检查结果来确定估计器是否发生故障。例如，控制模块702可以将检查结果与监测阈值进行比较。如果检查结果超过监测阈值，则控制模块702可以确定估计器发生故障，并且向用户发出报警消息。此外，在发出警报消息的同时禁用与检测出的故障相应的控制器的相关部件。
监测装置700可以通过修改测量值、估计器输出和用于比较的检查项，使用上述类似/相同的方法来监测其他估计器。
根据本公开的实施例，能够监测风力发电机组中使用的估计器以确保估计器提供准确的估计参数值，并且在估计器出现故障或估计的参数值不准确时可以引发报警并且禁用控制的相关部件，以免导致控制器发生危险。
此外，参照图1至图6所描述的方法可通过记录在计算机可读存储介质上的程序(或指令)来实现。例如，根据本发明的示例性实施例，可提供一种计算机可读存储介质，其中，在计算机可读存储介质上记录有用于执行参照图1至图6所描述的监测方法的步骤的计算机程序(或指令)。例如，计算机程序(或指令)可用于执行以下方法步骤：使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计；根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查；并且基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障。
另一方面，上述各个装置也可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任意组合来实现。当以软件、固件、中间件或微代码实现时，用于执行相应操作的程序代码或者代码段可以存储在诸如存储介质的计算机可读介质中，使得处理器可通过读取并运行相应的程序代码或者代码段来执行相应的操作。
例如，本发明的示例性实施例还可以实现为计算装置，该计算装置包括存储部件和处理器，存储部件中存储有计算机可执行指令集合，当计算机可执行指令集合被处理器执行时，执行根据本发明的示例性实施例的估计器监测方法。
本发明基本上可以由两部分组成，第一部分可以由估计器输出与风力发发电机组的测量参数和/或检查项组成。这些检查项输出计数器信号，然后将这些信号与计数权重相乘，然后再将这些信号添加到作为第二部分的上下计数器部分，还可以向上下计数器的输入中添加上一个计数值乘以一个遗忘因子，上下计数器的输入还可以包含一个抗饱和信号，以将计数器值保持在从0到估计器检测误差的范围内。最后，将计数器的输出与阈值进行比较，以确定是否需要引发估算器警报。
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。
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 (13)

1.一种用于风力发电机组估计器的监测方法，所述监测方法包括：
使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计；
根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查；
基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障。
2.如权利要求1所述的监测方法，其中，基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障的步骤包括：
将所述检查结果与监测阈值进行比较；
如果所述检查结果超过所述监测阈值，则确定所述估计器发生故障，并且向用户发出警告消息。
3.如权利要求1所述的监测方法，其中，根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查的步骤包括：
根据所述估计器的类型来确定针对所述估计器的检查项；
基于所述检查项中的每个检查项中包括的估计值和/或测量值来分别确定所述每个检查项的检查值；以及
对所述每个检查值进行统计来获得所述检查结果。
4.如权利要求3所述的监测方法，其中，针对包括估计值和测量值的任意一个检查项，通过以下方式确定所述任意一个检查项的检查值：
对所述任意一个检查项中包括的估计值和测量值进行滤波处理；
基于经滤波处理的估计值和测量值来确定所述任意一个检查项的检查值。
5.如权利要求3所述的监测方法，其中，对所述每个检查值进行统计来获得所述检查结果的步骤包括：
使用上下计数器对所述每个检查值进行求和以获得当前计数值；
基于当前计数值和上一次检查结果来计算所述检查结果。
6.如权利要求5所述的监测方法，其中，使用上下计数器对所述每个检查值进行求和以获得当前计数值的步骤包括：
根据所述每个检查项的重要性为所述每个检查值设置不同的权重；
将所述每个检查值与各自的权重相乘，以获得所述每个检查值的加权值；
使用上下计数器对所述每个检查值的加权值进行求和以获得当前计数值。
7.如权利要求5所述的监测方法，其中，计算所述检查结果的步骤包括：
对上一次检查结果施加遗忘因子；
基于当前计数值和施加遗忘因子的上一次检查结果来计算所述检查结果。
8.如权利要求5所述的监测方法，其中，所述监测方法包括：
对检查结果进行抗饱和处理。
9.如权利要求1所述的监测方法，其中，使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计的步骤包括：使用风速和推力估计器对风速和推力进行估计；
根据所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查的步骤包括：根据估计的风速和推力以及测量的风速、发电机转速和桨矩角对风速和推力估计器进行检查。
10.如权利要求9所述的监测方法，其中，对风速和推力估计器进行检查的步骤包括：
将风速范围检查项、风速检查项、发电机转速检查项和推力检查项确定为针对风速和推力估计器的检查项；
针对风速范围检查项，通过将测量的风速与预设风速范围进行比较来确定风速范围检查项的检查值；
针对风速检查项，通过对估计的风速和测量的风速之间的差值与第一阈值进行比较来确定风速检查项的检查值；
针对发电机转速检查项，根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态风速，并且通过对估计的风速和所述静态风速之间的差值与第二阈值进行比较来确定发电机转速检查项的检查值；
针对推力检查项，根据测量的发电机转速和桨矩角来获得静态推力，并且通过对估计的推力和所述静态推力之间的差值与第三阈值来确定推力检查项的检查值。
11.一种用于风力发电机组估计器的监测装置，所述监测装置包括：
检查模块，用于根据使用估计器对风力发电机组的控制器使用的参数进行估计而获得的所述参数的估计值以及与所述参数相关的测量值对所述估计器进行检查；以及
控制模块，用于基于检查结果来确定所述估计器是否发生故障。
12.一种电子设备，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10中的任意一项所述的用于风力发电机组估计器的监测方法。
13.一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10中的任意一项所述的用于风力发电机组估计器的监测方法的指令。
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