CN114235387A - 高速轴转速震荡检测方法、装置及作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速轴转速震荡检测方法、装置、作业机械、电子设备及存储介质，该方法包括，获取目标数据；其中，所述目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；所述目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；所述目标发电机，为包括所述目标高速轴的发电机；基于所述目标数据，获取评估参数；基于所述评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡。本发明提供的高速轴转速震荡检测方法、装置、作业机械、电子设备及存储介质，能更多维、更准确的进行高速轴转速震荡检测，能降低包括目标高速轴的目标发电机的损坏率，能提高作业机械的安全性。

Description

高速轴转速震荡检测方法、装置及作业机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种高速轴转速震荡检测方法、装置、作业机械、电子设备及存储介质。

背景技术

高速轴，是一种可以支承转动零件，并可以与上述转动零件一起高速回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，广泛应用于风力发电机、各类齿轮箱、搅拌机等装置中。高速轴在工作时需保持稳定，若高速轴转速出现震荡，可能会造成高速轴损坏，进而导致高速轴所在装置发生故障，影响作业机械的正常作业。高速轴转速震荡检测，可以检测高速轴转速是否出现震荡。

现有技术中，可以通过监测高速轴实时转速是否超过转速阈值，确定高速轴转速是否出现震荡。但是，高速轴转速受多种因素影响，基于现有技术进行高速轴转速震荡检测易出现误判。

发明内容

本发明提供一种高速轴转速震荡检测方法、装置、作业机械、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中进行高速轴转速震荡检测易出现误判的缺陷，实现更准确的检测高速轴转速是否出现震荡。

本发明提供一种高速轴转速震荡检测方法，包括：

获取目标数据；其中，所述目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；所述目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；所述目标发电机，为包括所述目标高速轴的发电机；

基于所述目标数据，获取评估参数；

基于所述评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述基于所述目标数据，获取评估参数，具体包括：

在所述目标数据包括所述目标频谱的情况下，基于所述目标频谱，获取所述目标频谱的频谱集中度，作为所述评估参数；

其中，所述目标频谱的频谱集中度，为所述目标频谱中幅值大于第一幅值阈值的数据点个数与所述目标频谱中总数据点个数之商。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述基于所述目标数据，获取评估参数，具体包括：

在所述目标数据包括目标频谱的情况下，基于所述目标频谱，获取所述目标频谱中的最大幅值、所述目标频谱中波峰和目标时段内所述目标高速轴转速的离差作为评估参数。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述基于所述目标数据，获取评估参数，具体包括：

在所述目标数据包括目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据的情况下，基于目标时段内所述目标发电机脱并网状态的时序数据，获取目标时段内所述目标发电机脱网的次数，作为所述评估参数。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述基于所述评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡，具体包括：

若判断获知所述目标时段内所述目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值，则确定所述目标高速轴转速出现震荡。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述确定目标高速轴转速出现震荡之后，所述方法还包括：

在所述目标时段内所述目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值的情况下，将目标时段内所述目标发电机启停机的次数超过第二次数阈值，确定为所述目标高速轴转速出现震荡的原因。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述基于所述评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡，具体包括：

若判断获知目标时段内所述目标高速轴转速的离差、所述目标频谱中的最大幅值、所述目标频谱中波峰的数量和所述目标频谱的频谱集中度满足目标条件，则确定所述目标高速轴转速出现震荡。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述确定目标高速轴转速出现震荡之后，所述方法还包括：

获取所述目标频谱中的最大幅值对应的周期；

在所述目标频谱中的最大幅值对应的周期小于周期阈值且所述目标频谱中的最大幅值小于第二幅值阈值的情况下，将所述目标高速轴的转动扭矩存在异常，确定为所述目标高速轴转速出现震荡的原因。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，所述确定目标高速轴转速出现震荡之后，所述方法还包括：

获取目标时段目标发电机的限功率百分比；

基于目标时段所述目标高速轴转速的时序数据和所述目标发电机的限功率百分比，获取目标时段内所述目标高速轴转速的时序数据与所述目标发电机限功率百分比的相关系数；

在所述相关系数大于系数阈值的情况下，将所述目标发电机的限功率存在异常，确定为所述目标高速轴转速出现震荡的原因。

根据本发明提供的一种高速轴转速震荡检测方法，获取第一原始数据；

基于所述第一原始数据中的突变点数据，对第一原始数据进行切分，获得至少一个第二原始数据；

对每一所述第二原始数据进行数据处理，获得数据处理后的第二原始数据；

按照时间顺序依次将每一所述数据处理后的第二原始数据作为目标数据。

本发明还提供一种高速轴转速震荡检测装置，包括：

数据获取模块，用于获取目标数据；其中，所述目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；所述目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；所述目标发电机，为包括所述目标高速轴的发电机；

参数确定模块，用于基于所述目标数据，获取评估参数；

震荡检测模块，用于基于所述评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡。

本发明还提供一种作业机械，包括：发电机以及如上所述的高速轴转速震荡检测装置；

所述发电机，为包括高速轴的发电机。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述目标高速轴转速震荡检测方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述目标高速轴转速震荡检测方法的步骤。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述目标高速轴转速震荡检测方法的步骤。

本发明提供的高速轴转速震荡检测方法、装置、作业机械、电子设备及存储介质，通过基于目标频谱和/或包括高速轴的目标发电机脱并网状态的时序数据，获取至少一个评估参数，并基于评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡，能更多维、更准确的进行高速轴转速震荡检测，能降低包括目标高速轴的目标发电机的损坏率，能提高作业机械的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明提供的高速轴转速震荡检测方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的高速轴转速震荡检测方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的高速轴转速震荡检测装置的结构示意图；

图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明提供的高速轴转速震荡检测方法的流程示意图。下面结合图1描述本发明的高速轴转速震荡检测方法。如图1所示，该方法包括：步骤101、获取目标数据；其中，目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；目标发电机，为包括目标高速轴的发电机。

需要说明的是，高速轴广泛应用于风力发电机、各类齿轮箱、搅拌机等装置中，本发明实施例中将风力发电机作为目标发电机，以对风力发电机中的目标高速轴进行高速轴转速震荡检测为例，说明本发明提供的高速轴转速震荡检测方法。

目标高速轴，为本发明提供的高速轴转速震荡检测方法的检测对象。

高速轴在运转过程中，可以以一定速度旋转。高速轴的旋转速度为高速轴转速。

风力发电机，可以包括脱网和并网两种状态。其中，并网状态，可以指风力发电机的输电线路与输电网接通，可以开始向外输电的状态，可以用1表示风力发电机为并网状态；脱网状态，可以指风力发电机的输电线路与输电网断开，无法向外输电的状态，可以用0表示风力发电机为脱网状态。

目标时段可以是根据预设规则确定的一个时段。

基于目标时段内高速轴转速的时序数据，可以获取目标频谱。

具体地，傅里叶变换(Fourier transform)是一种线性的积分变换，可以实现时域到频域的变换。

需要说明的是，频谱是频率谱密度的简称，是频率的分布曲线，横坐标为频率，纵坐标为幅值。频谱中的每一数据点的频率、幅值和周期相对应。

可以对目标时段内目标高速轴转速的时序数据进行傅里叶变换，并将对目标时段内目标高速轴转速的时序数据进行傅里叶变换获得的频谱作为目标频谱。

需要说明的是，目标频谱中包括多个数据点，每一数据点的频率与幅值一一对应，每一数据点的频率和周期一一对应。

本发明提供的高速轴转速震荡检测方法，可以基于目标频谱和/或目标发电机脱并网状态的时序数据，判断风力发电机中的目标高速轴是否出现震荡。

需要说明的是，时序数据指时间序列数据，是同一统一指标按时间顺序获取的数据列。时序数据中的各个数据是同口径的，具有可比性。通过对时序数据进行分析，可以找出时序数据的统计特性和规律性。

可选地，可以通过多种方式获取目标高速轴转速的时序数据，例如：转速传感器可以每隔固定周期获取目标高速轴转速，将转速传感器获取到的每一时刻的目标高速轴转速按时间顺序排列，获取目标高速轴转速的原始时序数据，进而可以截取目标时段目标高速轴转速的原始时序数据，可以将截取目标时段目标高速轴转速的原始时序数据直接作为目标时段目标高速轴转速的时序数据，也可以将截取目标时段目标高速轴转速的原始时序数据进行数据处理后，得到目标时段目标高速轴转速的时序数据。

可选地，可以通过多种方式获取风力发电机脱并网状态的时序数据，例如：可以每隔固定周期获取风力发电机的脱并网状态，并将获取到的风力发电机每一时刻的脱并网状态按时间顺序排列，可以获取风力发电机脱并网状态的时序数据，进而可以截取目标时段风力发电机脱并网状态的时序数据。

需要说明的是，上述固定周期可以根据实际情况确定，例如：固定周期可以为1秒。本发明实施例中对上述固定周期的具体取值不作限定。

需要说明的是，可以获取目标频谱或风力发电机脱并网状态的时序数据作为目标数据；还可以同时获取目标频谱和风力发电机脱并网状态的时序数据作为目标数据。

步骤102、基于目标数据，获取评估参数。

具体地，基于目标频谱和/或风力发电机脱并网状态的时序数据，通过数理统计、数值计算等方式，可以获取一个或多个评估参数。上述评估参数可以描述目标时段内高速轴转速的时序数据和/或风力发电机脱并网状态的时序数据的统计特性和规律性。

步骤103、基于评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡。

具体地，获取一个或多个评估参数之后，可以通过判断各评估参数是否满足目标条件，确定目标时段内高速轴转速是否出现震荡。

若判断获知各评估参数满足预设条件，则可以确定风力发电机的高速轴转速在目标时段内未出现震荡。

若判断获知各评估参数不满足预设条件，则可以确定风力发电机高速转轴在目标时段内出现震荡。

需要说明的是，可以根据实际情况确定预设条件。本发明实施例对预设条件不作具体限定。

本发明实施例通过基于目标频谱和/或包括高速轴的目标发电机脱并网状态的时序数据，获取至少一个评估参数，并基于评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡，能更多维、更准确的进行高速轴转速震荡检测，能降低包括目标高速轴的目标发电机的损坏率，能提高上述目标发电机的安全性。

基于上述各实施例的内容，基于目标数据，获取评估参数，具体包括：在目标数据包括目标频谱的情况下，基于目标频谱，获取目标频谱的频谱集中度，作为评估参数；其中，目标频谱的频谱集中度，为目标频谱中幅值大于第一幅值阈值的数据点个数与目标频谱中总数据点个数之商。

具体地，在目标数据包括目标频谱的情况下，基于目标频谱，可以分别统计目标频谱中数据点的总个数以及目标频谱中幅值大于第一幅值阈值的数据点的个数。

获取目标频谱中数据点的总个数以及目标频谱中幅值大于第一幅值阈值的数据点的个数之后，可以将目标频谱中幅值大于第一幅值阈值的数据点除以目标频谱中数据点的总个数的计算结果，作为目标频谱的频谱集中度，并将目标频谱的频谱集中度作为一个评估参数。

需要说明的是，第一幅值阈值可以根据目标频谱中的最大幅值确定。

具体地，目标频谱中的最大幅值，为各数据点的幅值中的最大值。基于目标频谱，可以获取目标频谱中各数据点的幅值，进而可以确定目标频谱中各数据点的幅值中的最大值。可以将目标频谱中各数据点的幅值中的最大值的目标倍数作为第一幅值阈值。其中，目标倍数可以根据实际情况确定，例如，目标倍数可以为0.2倍至0.4倍，本发明实施例中对目标倍数的具体取值不作限定。优选地，目标倍数可以为0.3倍。

本发明实施例通过基于目标频谱获取目标频谱的频谱集中度作为一个评估参数，能通过目标频谱的频谱集中度描述目标时段内目标高速轴转速的时序数据的综合特征，能基于目标频谱的频谱集中度更准确的进行目标高速轴转速震荡检测。

基于上述各实施例的内容，基于目标数据，获取评估参数，具体包括：在目标数据包括目标频谱的情况下，基于目标频谱，获取目标频谱中的最大幅值、目标频谱中波峰和目标时段内目标高速轴转速的离差作为评估参数。

具体地，在目标数据包括目标频谱的情况下，基于目标频谱，还可以获取目标频谱中的最大幅值作为评估参数。

基于目标频谱，还可以通过数理统计的方法，统计目标频谱中波峰的数量，作为评估参数。

基于目标频谱，还可以获取目标时段内目标高速轴转速的离差作为评估参数。

需要说明的是，目标时段内目标高速轴转速的离差，为目标时段内目标高速轴转速的最大值与最小值之差。

本发明实施例通过获取目标频谱中的最大幅值、目标频谱中波峰的数量、目标时段内目标高速轴转速的离差作为评估参数，能基于更多维的评估参数更准确的进行目标高速轴转速震荡检测。

基于上述各实施例的内容，基于目标数据，获取评估参数，具体包括：在目标数据包括目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据的情况下，基于目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据，获取目标时段内目标发电机脱网的次数，作为评估参数。

具体地，在获取到目标时段目标发电机脱并网状态的时序数据的情况下，可以基于数理统计的方法，统计目标时段内目标发电机脱网的次数，作为一个评估参数。

本发明实施例通过基于目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据，获取目标时段内目标发电机脱网的次数，作为评估参数，能为目标高速轴转速震荡检测提供评估依据，能基于目标时段内目标发电机脱网的次数更简单、更高效且更准确的对目标高速轴进行目标高速轴转速震荡检测。

基于上述各实施例的内容，基于评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡，具体包括：若判断获知目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值，则确定目标高速轴转速出现震荡。

具体地，若目标发电机在目标时段内频繁的启停机，会导致目标发电机中的高速轴转速出现震荡。目标发电机在目标时段内频繁的启停机，还会导致目标发电机在目标时段内多次脱网。因此，获取目标时段内目标发电机脱网的次数之后，可以通过判断目标时段内目标发电机脱网的次数是否大于第一次数阈值，判断高速轴转速在目标时段内是否出现震荡。

若判断获知目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值，则可以确定高速轴转速出现震荡。

若判断获知目标时段内目标发电机脱并网状态为脱网的次数小于或等于第一次数阈值，则可以确定高速轴转速未出现震荡。

需要说明的是，第一次数阈值可以根据实际情况确定，例如：第一次数阈值可以在8次至12次之间，本发明实施例中，对第一次数阈值的具体取值不作限定。优选地，第一次数阈值可以为10次。

本发明实施例通过在确定目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值的情况下，确定目标高速轴转速出现震荡，能基于目标时段内目标发电机脱网的次数更简单、更高效且更准确的对目标高速轴进行目标高速轴转速震荡检测。

基于上述各实施例的内容，确定目标高速轴转速出现震荡之后，方法还包括：在目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值的情况下，将目标时段内目标发电机启停机的次数超过第二次数阈值，确定为目标高速轴转速出现震荡的原因。

具体地，若目标时段内目标发电机启停机的次数超过第二次数阈值，则可以说明目标时段内目标发电机进行了频繁的启停机。

若判断获知目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值，则可以确定目标时段内目标发电机进行了频繁的启停机导致目标发电机中的目标高速轴转速出现震荡。

需要说明的是，第一次数阈值可以与第二次数阈值相同。

本发明实施例通过确定目标高速轴转轴出现震荡之后，在确定目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值的情况下，确定导致目标高速轴转速出现震荡的原因是目标时段内目标发电机频繁的启停机引起的，能在确定目标高速轴转速出现震荡之后，基于评估参数进一步的确定引起目标高速轴转速出现震荡的原因，能为后续的故障排查和检修提供参考。

基于上述各实施例的内容，基于各评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡，具体包括：若判断获知目标时段内目标高速轴转速的离差、目标频谱中的最大幅值、目标频谱中波峰的数量和目标频谱的频谱集中度满足目标条件，则确定目标高速轴转速出现震荡。

具体地，目标条件可以包括目标时段内目标高速轴转速的离差大于离差阈值、目标频谱中的最大幅值大于第一幅值阈值、目标频谱中的最大幅值对应的周期在目标周期区间内、目标频谱中波峰的数量小于或等于波峰数量阈值且目标频谱的频谱集中度小于频谱集中度阈值。

需要说明的是，离差阈值、第一幅值阈值、目标周期区间、波峰数量阈值和频谱集中度阈值可以根据实际情况预先确定的，例如：离差阈值可以在150至250之间，波峰数量阈值可以在1至3之间，频谱集中度阈值可以在0.013至0.019之间。优选地，离差阈值可以为200，波峰数量阈值可以为2之间，频谱集中度阈值可以为0.016。

若判断获知目标时段内目标高速轴转速的离差大于离差阈值、目标频谱中的最大幅值大于第一幅值阈值、目标频谱中的最大幅值对应的周期在目标周期区间内、目标频谱中波峰的数量小于或等于波峰数量阈值且目标频谱的频谱集中度小于频谱集中度阈值，则可以确定目标高速轴转速出现震荡。

本发明实施例通过在目标时段内目标高速轴转速的离差、目标频谱中的最大幅值、目标频谱中波峰的数量和目标频谱的频谱集中度满足目标条件的情况下，确定目标高速轴转速出现震荡，能基于更多维的评估参数更准确的进行目标高速轴转速震荡检测。

基于上述各实施例的内容，确定目标高速轴转速出现震荡之后，方法还包括：获取目标频谱中的最大幅值对应的周期。

具体地，确定目标高速轴转速出现震荡之后，可以基于目标频谱，获取目标频谱中的最大幅值对应的周期。

在目标频谱中的最大幅值对应的周期小于周期阈值且目标频谱中的最大幅值小于第二幅值阈值的情况下，将目标高速轴的转动扭矩存在异常，确定为目标高速轴转速出现震荡的原因。

具体地，确定目标高速轴转速出现震荡之后，可以判断目标频谱中的最大幅值对应的周期是否小于周期阈值和目标频谱中的最大幅值是否小于第二幅值阈值。

若判断获知目标频谱中的最大幅值对应的周期小于周期阈值且目标频谱中的最大幅值小于第二幅值阈值，则可以确定目标高速轴转速出现震荡，是目标高速轴的转动扭矩存在异常导致的。

本发明实施例通过确定目标高速轴转轴出现震荡之后，在确定目标频谱中的最大幅值对应的周期小于周期阈值且目标频谱中的最大幅值小于第二幅值阈值的情况下，确定导致目标高速轴转速出现震荡的原因是目标高速轴的转动扭矩存在异常，能在确定目标高速轴转速出现震荡之后，基于评估参数进一步的确定引起目标高速轴转速出现震荡的原因，能为后续的故障排查和检修提供参考。

基于上述各实施例的内容，确定目标高速轴转速出现震荡之后，方法还包括：获取目标时段目标发电机的限功率百分比。

具体地，风力发电机实际运行的过程中，限功率主要包括两部分：一是由于电网通道受阻、调峰困难等导致的电网因素限功率；二是由于风力发电机缺陷导致的机组因素限功率。

限功率百分比，可以指限功率占总功率的百分比。

在确定目标高速轴转轴出现震荡之后，可以获取目标时段目标发电机的限功率百分比。

基于目标时段目标高速轴转速的时序数据和目标发电机的限功率百分比，获取目标时段内目标高速轴转速的时序数据与目标发电机限功率百分比的相关系数。

具体地，对目标时段目标高速轴转速的时序数据和目标发电机的限功率百分比进行相关性分析，可以获取目标时段内目标高速轴转速的时序数据与目标发电机的限功率百分比的相关系数。

可选地，可以基于多种方法对目标时段目标高速轴转速的时序数据和目标发电机的限功率百分比进行相关性分析，例如：可以基于皮尔森相关性分析方法，获取目标时段目标高速轴转速的时序数据和目标发电机的限功率百分比的皮尔森相关系数。

需要说明的是，皮尔森相关系数(Pearson correlation coefficient)，是一种线性相关系数，可以用来反映两个变量线性相关程度的统计量。皮尔森相关系数的绝对值越大表明相关性越强。

在相关系数大于系数阈值的情况下，将目标发电机的限功率存在异常，确定为目标高速轴转速出现震荡的原因。

具体地，获取目标时段内目标高速轴转速的时序数据与目标发电机的限功率百分比的相关系数之后，可以将上述相关系数与系数阈值进行比较。

若判断获知上述相关系数大于系数阈值，则可以确定目标高速轴转速出现震荡是由于目标发电机的限功率存在异常导致的。

本发明实施例通过确定目标高速轴转轴出现震荡之后，在确定目标时段内目标高速轴转速的时序数据与目标发电机的限功率百分比的相关系数大于系数阈值的情况下，确定导致目标高速轴转速出现震荡的原因是目标发电机的限功率存在异常，能在确定目标高速轴转速出现震荡之后，基于评估参数进一步的确定引起目标高速轴转速出现震荡的原因，能为后续的故障排查和检修提供参考。

基于上述各实施例的内容，获取目标数据，具体包括：获取第一原始数据。

具体地，目标高速轴在运行过程中，可以持续获取目标高速轴转速的原始时序数据，并可以按照预设的时间步长，对获取到的目标高速轴转速的原始时序数据进行切分，得到多个数据组。

对于每一数据组，该数据组中包括一个时长较长的时段内目标高速轴转速的原始时序数据和上述时段内目标发电机脱并网状态的时序数据。本发明实施例中，可以将用于高速轴转轴震荡检测的数据组包括的数据作为第一原始数据，将第一原始数据对应的时段称为第一原始时段。

需要说明的是，每一数据组对应的时段的时长与上述预设的时间步长相等。时间步长可以根据实际情况预先确定，但时间步长需要大于2小时，若时间步长过短，则每一数据组中的数据量较少，难以基于上述数据组对目标高速轴转速震荡进行准确的检测。本发明实施例中对具体地时间步长不作限定。

基于第一原始数据中的突变点数据，对第一原始数据进行切分，获得至少一个第二原始数据。

获取第一原始数据中的突变点数据，具体可以包括：基于高斯核高维映射计算，可以获取第一原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据中的突变转速。对于每一突变转速，可以将该突变转速对应的时间点作为第一原始时段的每一切分点，对第一原始时段进行切分，得到至少一个第二原始时段。

需要说明的是，若第一原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据中不存在突变数据，则无需对原始时段进行切分，第一原始时段等于第二原始时段。

可以理解的是，基于每一切分点对第一原始时段进行切分之后，可以得到至少一个第二原始数据。每一第二原始数据，可以包括一个第二原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据和第二原始时段内目标发电机脱并网状态的时序数据。

对于每一第二原始数据，可以获取该第二原始数据对应的第二原始时段的时长，并可以判断该数据段对应的第二原始时段的时长是否超过时长阈值。

若判断获知该第二原始数据对应的第二原始时段的时长未超过时长阈值，则可以剔除该第二原始数据。

需要说明的是，时长阈值可以根据实际情况确定，例如：时长阈值可以为8000秒至12000秒之间。本发明实施例中对时长阈值的不作具体限定。优选地，时长阈值可以为10000秒。

对于每一第二原始数据，若基于该第二原始数据中第二原始时段内目标发电机脱并网状态的时序数据，判断获知上述第二原始时段内目标发电机各时间点的脱并网状态均为脱网，则剔除该数据段。

对每一第二原始数据进行数据处理，得到数据处理后的第二原始数据。

具体地，对于每一第二原始数据，可以通过多种方式对该第二原始数据包括的第二原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据进行数据处理。

例如，可以通过线性去趋势方法去除该第二原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据中的数据趋势性，具体包括：基于线性函数，根据最小二乘法拟合第二原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据，得到第二原始时段内目标高速轴原始转速的每一时序数据对应的拟合值。第二原始时段内目标高速轴原始转速的每一时序数据减去每一时序数据对应的拟合值，可以得到去除数据趋势性后的第二原始时段内目标高速轴原始转轴的时序数据。

又例如，还可以剔除该第二原始时段目标高速轴转速的原始时序数据中的离群点，具体包括：可以通过数值计算得到第二原始时段目标高速轴转速的原始时序数据的平均值和标准差，可以基于上述平均值和标准差，确定剔除离群点的上、下阈值，并可以将第二原始时段目标高速轴转速的原始时序数据中小于下阈值和大于上阈值的时序数据剔除，得到剔除离群点后的第二原始时段目标高速轴转速的原始时序数据。优选地，上阈值可以为上述平均值减去3之后与上述标准差的乘积；相应地，下阈值可以为上述平均值加上3之后与上述标准差的乘积。

需要说明的是，对该第二原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据的数据处理，可以包括上述举例的两种数据处理方式中的至少一种，且对进行上述数据处理的顺序不作具体限定。对第二原始时段内目标高速轴转速的原始时序数据进行数据处理之后，可以得到第二原始时段内目标高速轴转轴的时序数据。

需要说明的是，基于第二原始时段内目标高速轴转轴的时序数据，还可以获取目标频谱，作为数据处理后的第二原始数据。

按照时间顺序依次将每一数据处理后的第二原始数据作为目标数据。

具体地，获得数据处理后的第二原始数据之后，可以按照时间顺序依次将每一第二原始数据作为目标数据。

对于任一数据处理后的第二原始数据，在将该数据处理后的第二原始数据作为目标数据的情况下，该数据处理后的第二原始数据对应的第二原始时段即为目标时段。

本发明实施例通过基于第一原始数据中的突变点数据对第一原始数据进行切分，获得至少一个第二原始数据，对每一第二原始数据进行数据处理之后，按照时间顺序依次将每一数据处理后的第二原始数据作为目标数据，能减小对目标高速轴转轴震荡检测的分析粒度，能为目标高速轴转速震荡检测提供更准确、更有效的数据基础。

为了便于对本发明提供的高速轴转速震荡检测方法的理解，以下通过一个实例说明本发明提供的高速轴转轴震荡检测方法。图2是本发明提供的高速轴转速震荡检测方法的流程示意图之二。如图2所示，获取风力发电机高速轴转速的时序数据之后，以2小时为时间步长，获得多个数据组。其中，对于每一数据组，该数据组中包括一个时长较长的时段内目标高速轴转速的原始时序数据和目标发电机脱并网状态的时序数据。

对于每一数据组，基于核变换方法进行突变点检测，将该数据组切分为多个数据段。其中，对于每一数据段，该数据段中包括一个时长较短的时段内目标高速轴转速的原始时序数据和目标发电机脱并网状态的时序数据。

对于任一数据段，若该数据段中所有时间点的脱并网状态为脱网，则剔除该数据段；若该数据段对应的时段的时长小于时长阈值，则剔除该数据段。

对于剩余的每一数据段，去除该数据段中的数据趋势性以及该数据段中的离群点，获得经过数据处理后的各数据段。可以按照时间顺序依次将每一经过数据处理后的数据段作为目标数据。

对目标数据中的目标时段内目标高速轴转速的时序数据进行傅里叶变换之后，可以得到目标时段的目标频谱。基于上述目标频谱和目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据，可以获取至少一个评估参数。

判断各评估参数是否满足预设条件。

若判断获知各评估参数满足预设条件的情况，则确认目标高速轴转速出现震荡，可以基于各评估参数，进一步确定目标高速轴转速出现震荡的原因。

若判断获知各评估参数不满足目标条件的情况，则确认目标高速轴转速未出现震荡。

图3是本发明提供的高速轴转速震荡检测装置的结构示意图。下面结合图3对本发明提供的高速轴转速震荡检测装置进行描述，下文描述的高速轴转速震荡检测装置与上文描述的本发明提供的高速轴转速震荡检测方法可相互对应参照。如图3所示，数据获取模块301、参数确定模块302和震荡检测模块303。

数据获取模块301，用于获取目标数据；其中，目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；目标发电机，为包括目标高速轴的发电机。

参数确定模块302，用于基于目标数据，获取评估参数。

震荡检测模块303，用于基于评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡。

具体地，数据获取模块301、参数确定模块302和震荡检测模块303电连接。

数据获取模块301可以通过多种方式获取目标高速轴转速的时序数据，例如：转速传感器可以每隔固定周期获取目标高速轴转速，将转速传感器获取到的每一时刻的目标高速轴转速按时间顺序排列，获取目标高速轴转速的原始时序数据，进而可以截取目标时段目标高速轴转速的原始时序数据，可以将截取目标时段目标高速轴转速的原始时序数据直接作为目标时段目标高速轴转速的时序数据，也可以将截取目标时段目标高速轴转速的原始时序数据进行数据处理后，得到目标时段目标高速轴转速的时序数据。

数据获取模块301获取目标高速轴转速的时序数据之后，可以对目标时段内目标高速轴转速的时序数据进行傅里叶变换，并将对目标时段内目标高速轴转速的时序数据进行傅里叶变换获得的频谱作为目标频谱。

数据获取模块301还可以通过多种方式获取风力发电机脱并网状态的时序数据，例如：可以每隔固定周期获取风力发电机的脱并网状态，并将获取到的风力发电机每一时刻的脱并网状态按时间顺序排列，可以获取风力发电机脱并网状态的时序数据，进而可以截取目标时段风力发电机脱并网状态的时序数据。

需要说明的是，数据获取模块301可以获取目标频谱或风力发电机脱并网状态的时序数据作为目标数据；数据获取模块301还可以同时获取目标频谱和风力发电机脱并网状态的时序数据作为目标数据。

参数确定模块302基于目标频谱和/或风力发电机脱并网状态的时序数据，通过数理统计、数值计算等方式，可以获取一个或多个评估参数。上述评估参数可以用于更好的描述目标时段内高速轴转速的时序数据和/或风力发电机脱并网状态的时序数据的统计特性和规律性。

震荡检测模块303可以通过判断各评估参数是否满足目标条件，确定目标时段内高速轴转速是否出现震荡。若判断获知各评估参数满足预设条件，则可以确定风力发电机的高速轴转速在目标时段内未出现震荡。若判断获知各评估参数不满足预设条件，则可以确定风力发电机高速转轴在目标时段内出现震荡。需要说明的是，可以根据实际情况确定预设条件。本发明实施例对预设条件不作具体限定。

可选地，参数确定模块302还可以具体用于在目标数据包括目标频谱的情况下，基于目标频谱，获取目标频谱的频谱集中度，作为评估参数；其中，目标频谱的频谱集中度，为目标频谱中幅值大于第一幅值阈值的数据点个数与目标频谱中总数据点个数之商。

参数确定模块302还可以具体用于在目标数据包括目标频谱的情况下，基于目标频谱，获取目标频谱中的最大幅值、目标频谱中波峰和目标时段内目标高速轴转速的离差作为评估参数。

参数确定模块302还可以具体用于在目标数据包括目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据的情况下，基于目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据，获取目标时段内目标发电机脱网的次数，作为评估参数。

可选地，震荡检测模块303还可以具体用于若判断获知目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值，则确定目标高速轴转速出现震荡。

震荡检测模块303还可以具体用于若判断获知目标时段内目标高速轴转速的离差、目标频谱中的最大幅值、目标频谱中波峰的数量和目标频谱的频谱集中度满足目标条件，则确定目标高速轴转速出现震荡。

可选地，高速轴转速震荡检测装置还可以包括原因确定模块。

原因确定模块可以用于在目标时段内目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值的情况下，将目标时段内目标发电机启停机的次数超过第二次数阈值，确定为目标高速轴转速出现震荡的原因。

原因确定模块可以用于获取目标频谱中的最大幅值对应的周期；在目标频谱中的最大幅值对应的周期小于周期阈值且目标频谱中的最大幅值小于第二幅值阈值的情况下，将目标高速轴的转动扭矩存在异常，确定为目标高速轴转速出现震荡的原因。

原因确定模块可以用于获取目标时段目标发电机的限功率百分比；基于目标时段目标高速轴转速的时序数据和目标发电机的限功率百分比，获取目标时段内目标高速轴转速的时序数据与目标发电机限功率百分比的相关系数；在相关系数大于系数阈值的情况下，将目标发电机的限功率存在异常，确定为目标高速轴转速出现震荡的原因。

可选地，数据获取模块301还可以具体用于获取第一原始数据；基于第一原始数据中的突变点数据，对第一原始数据进行切分，获得至少一个第二原始数据；对每一第二原始数据进行数据处理，获得数据处理后的第二原始数据；按照时间顺序依次将每一数据处理后的第二原始数据作为目标数据。

本发明实施例通过基于目标频谱和/或包括高速轴的目标发电机脱并网状态的时序数据，获取至少一个评估参数，并基于评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡，能更多维、更准确的进行高速轴转速震荡检测，能降低包括目标高速轴的目标发电机的损坏率，能提高作业机械的安全性。

基于上述各实施例的内容，作业机械，包括：发电机以及如上所述的高速轴转速震荡检测装置；发电机，为包括高速轴的发电机。

具体地，作业机械可以包括上述高速轴转速震荡检测装置、包括高速轴的发电机以及其他部件。例如：若作业机械为风力发电机组，则可以包括支柱、叶轮、风力发电机以及上述高速轴转速震荡检测装置。上述高速轴转速震荡检测装置，可以对发电机中的高速轴进行更准确的震荡检测。

高速轴转速震荡检测装置的结构及具体工作流程可以参见上述各实施例的内容，在本发明实施例中不再赘述。

本发明实施例通过基于目标频谱和/或包括高速轴的目标发电机脱并网状态的时序数据，获取至少一个评估参数，并基于评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡，能更多维、更准确的进行高速轴转速震荡检测，能降低包括目标高速轴的目标发电机的损坏率，能提高作业机械的安全性。

图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行高速轴转速震荡检测方法，该方法包括：获取目标数据；其中，目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；目标发电机，为包括目标高速轴的发电机；基于目标数据，获取评估参数；基于评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡。

此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的高速轴转速震荡检测方法，该方法包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；目标发电机，为包括目标高速轴的发电机；基于目标数据，获取评估参数；基于评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的高速轴转速震荡检测方法，该方法包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；目标发电机，为包括目标高速轴的发电机；基于目标数据，获取评估参数；基于评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，包括：

获取目标数据；其中，所述目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；所述目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；所述目标发电机，为包括所述目标高速轴的发电机；

基于所述目标数据，获取评估参数；

基于所述评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡。

2.根据权利要求1所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述基于所述目标数据，获取评估参数，具体包括：

在所述目标数据包括所述目标频谱的情况下，基于所述目标频谱，获取所述目标频谱的频谱集中度，作为所述评估参数；

其中，所述目标频谱的频谱集中度，为所述目标频谱中幅值大于第一幅值阈值的数据点个数与所述目标频谱中总数据点个数之商。

3.根据权利要求2所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述基于所述目标数据，获取评估参数，具体包括：

在所述目标数据包括目标频谱的情况下，基于所述目标频谱，获取所述目标频谱中的最大幅值、所述目标频谱中波峰和目标时段内所述目标高速轴转速的离差作为评估参数。

4.根据权利要求1至3任一所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述基于所述目标数据，获取评估参数，具体包括：

在所述目标数据包括目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据的情况下，基于目标时段内所述目标发电机脱并网状态的时序数据，获取目标时段内所述目标发电机脱网的次数，作为所述评估参数。

5.根据权利要求4所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述基于所述评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡，具体包括：

若判断获知所述目标时段内所述目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值，则确定所述目标高速轴转速出现震荡。

6.根据权利要求5所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述确定目标高速轴转速出现震荡之后，所述方法还包括：

在所述目标时段内所述目标发电机脱网的次数大于第一次数阈值的情况下，将目标时段内所述目标发电机启停机的次数超过第二次数阈值，确定为所述目标高速轴转速出现震荡的原因。

7.根据权利要求3所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述基于所述评估参数，判断目标高速轴转速是否出现震荡，具体包括：

若判断获知目标时段内所述目标高速轴转速的离差、所述目标频谱中的最大幅值、所述目标频谱中波峰的数量和所述目标频谱的频谱集中度满足目标条件，则确定所述目标高速轴转速出现震荡。

8.根据权利要求7所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述确定目标高速轴转速出现震荡之后，所述方法还包括：

获取所述目标频谱中的最大幅值对应的周期；

在所述目标频谱中的最大幅值对应的周期小于周期阈值且所述目标频谱中的最大幅值小于第二幅值阈值的情况下，将所述目标高速轴的转动扭矩存在异常，确定为所述目标高速轴转速出现震荡的原因。

9.根据权利要求7所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述确定目标高速轴转速出现震荡之后，所述方法还包括：

获取目标时段目标发电机的限功率百分比；

基于目标时段所述目标高速轴转速的时序数据和所述目标发电机的限功率百分比，获取目标时段内所述目标高速轴转速的时序数据与所述目标发电机限功率百分比的相关系数；

在所述相关系数大于系数阈值的情况下，将所述目标发电机的限功率存在异常，确定为所述目标高速轴转速出现震荡的原因。

10.根据权利要求1至3任一所述的高速轴转速震荡检测方法，其特征在于，所述获取目标数据，具体包括：

获取第一原始数据；

基于所述第一原始数据中的突变点数据，对第一原始数据进行切分，获得至少一个第二原始数据；

对每一所述第二原始数据进行数据处理，获得数据处理后的第二原始数据；

按照时间顺序依次将每一所述数据处理后的第二原始数据作为目标数据。

11.一种高速轴转速震荡检测装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取目标数据；其中，所述目标数据，包括：目标频谱和/或目标时段内目标发电机脱并网状态的时序数据；所述目标频谱，是基于目标时段内目标高速轴转速的时序数据获取的；所述目标发电机，为包括所述目标高速轴的发电机；

参数确定模块，用于基于所述目标数据，获取评估参数；

震荡检测模块，用于基于所述评估参数，判断高速轴转速是否出现震荡。

12.一种作业机械，其特征在于，包括：发电机以及如权利要求11所述的高速轴转速震荡检测装置；

所述发电机，为包括高速轴的发电机。

Images