CN114645818A - 一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法及系统，属于风力发电设备技术领域。本发明实现了偏航过程中的自动精准润滑，并保证偏航到固定的时长，进行固定时长的润滑，偏航时长与润滑时长成正比关系；并且规避了频繁在同一点注脂，造成注脂不均的问题，实现了多次少量的润滑模式，在保证润滑效果的前提下减小了润滑油脂的使用量；通过累计的偏航润滑泵运行次数能够精确计算储脂罐的剩余润滑脂量，在保证良好润滑的情况下，可维持较长时间的使用，不需要额外加脂。当剩余润滑脂量低于报警阈值、润滑泵故障或任意一润滑油管堵塞时均能够发出预警，实现预测性运维，保障了风力发电机运行的安全性和稳定性。

Description

一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法及系统
技术领域
本发明属于风力发电设备技术领域，具体涉及一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法及系统。
背景技术
风力发电机偏航系统需要维持良好的润滑，才能保持风力发电机寿命期内可靠运行。润滑方式分为定期注脂润滑和自动润滑。
常规的定期注脂润滑存在以下几个问题：定期注脂只能在风机停机的状态下注脂，既不利于轴承一直处于良好润滑的状态，也不利于油脂流动，导致不利于废弃的润滑脂排出；定期注脂受注脂设备影响，无法在轴承均匀分布。常规的自动润滑方法，润滑周期和时长设计并未按照风机的实际运行状态调整，容易出现过润滑或欠润滑；润滑泵储油罐油脂不足，润滑泵故障或润滑油管堵塞等系统故障发生时则会导致欠润滑。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法及系统，能够实现在偏航过程中多次少量的自动润滑，并可以预警加脂，报警润滑油管堵塞，报警润滑泵故障。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，包括以下步骤：
S1：同步风力发电机的时钟；
S2：采集SCADA数据并判断风机是否处于偏航状态，若风机处于偏航状态，累计偏航启动时长；
S3：若累计偏航启动时长达到设计时长，并且偏航系统还处于工作状态，发送启动偏航润滑泵的信号；若累计偏航启动时长达到设计时长，但偏航系统处于停机状态，在下一次偏航启动时，发送启动偏航润滑泵的信号；
S4：控制偏航润滑泵的启动，并记录偏航润滑泵的工作时长；当偏航润滑泵工作时长达到设计时长时关闭；
S5：在偏航润滑泵停止工作后，记录一次偏航润滑泵运行次数，偏航累计时长清零，并启动下一轮累计偏航时长；
S6：通过累计的偏航润滑泵运行次数计算储脂罐的剩余润滑脂量，当剩余润滑脂量低于报警阈值时发出预警，在预设时间内进行维护。
优选地，S2中的偏航状态和S3中的工作状态均包括正常偏航对风和偏航解缆。
优选地，S3中，偏航累计设计时长计算时，以预设的非整数圈数的时长作为润滑周期。
优选地，S4中，若偏航润滑泵如出现故障，发出中度预警，在1～3个月内进行维护。
优选地，S4中，若偏航润滑泵任意一个润滑油管堵塞，发出低度预警，在3～5个月内进行维护。
优选地，S4中，偏航润滑泵的工作时长为分配器所有出脂口出脂一次所需要的总时长。
优选地，S4中偏航润滑泵的工作时长包含在S3中累计偏航启动时长的设计时长内。
优选地，S6中，所述预设时间为3～6个月。
优选地，S6中，剩余润滑脂量计算时，当可以获得风机一年期内实际偏航时长时，偏航次数按照风机偏航的实际时间进行计算；当无法获得风机一年期内实际偏航时长时，风机偏航时间按照设计标准与经验系数计算得到。
本发明公开的一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警系统，包括：
风机时钟同步模块，同步风力发电机的时钟；
SCADA数据采集及偏航状态判断模块，采集SCADA数据并判断风机是否处于偏航状态；
偏航时长累计及启动信号发送模块，累计偏航启动时长达到设计时长，并且偏航系统还处于工作状态，发送启动偏航润滑泵的信号；若累计偏航启动时长达到设计时长，但偏航系统处于停机状态，在下一次偏航启动时，发送启动偏航润滑泵的信号；
润滑泵控制模块，控制偏航润滑泵的启动，并记录偏航润滑泵的时长；当偏航润滑泵工作时长达到设计时长时关闭；
润滑泵运行次数及偏航累计时长清零模块，在偏航润滑泵停止工作后，记录一次润滑泵运行次数，偏航累计时长清零，并启动下一轮累计偏航时长；
剩余润滑脂量计算及预警模块，通过累计的润滑泵运行次数计算储脂罐的剩余润滑脂量，当剩余润滑脂量低于报警阈值时发出低度预警。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，实现了偏航过程中的自动精准润滑，并保证偏航到固定的时长，进行固定时长的润滑，偏航时长与润滑时长成正比关系；并且规避了频繁在同一点注脂，造成注脂不均的问题，实现了多次少量的润滑模式，在保证润滑效果的前提下减小了润滑油脂的使用量；通过累计的偏航润滑泵运行次数能够精确计算储脂罐的剩余润滑脂量，在保证良好润滑的情况下，可维持较长时间的使用，不需要额外加脂。当剩余润滑脂量低于报警阈值、润滑泵故障或任意一润滑油管堵塞时均能够发出预警，实现预测性运维，保障了风力发电机运行的安全性和稳定性。
进一步地,偏航累计设计时长计算时，为避免注入的润滑脂周期性的出现在同一位置，以预设的非整数圈数的时长作为润滑周期。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，包括以下步骤：
S1：同步风力发电机的时钟；
S2：采集SCADA数据并判断风机是否处于偏航状态，若风机处于偏航状态，累计偏航启动时长；
S3：若累计偏航启动时长达到设计时长，并且偏航系统还处于工作状态，发送启动偏航润滑泵的信号；若累计偏航启动时长达到设计时长，但偏航系统处于停机状态，在下一次偏航启动时，发送启动偏航润滑泵的信号；
S4：控制偏航润滑泵的启动，并记录偏航润滑泵的工作时长；当偏航润滑泵工作时长达到设计时长时关闭；
S5：在偏航润滑泵停止工作后，记录一次偏航润滑泵运行次数，偏航累计时长清零，并启动下一轮累计偏航时长；
S6：通过累计的偏航润滑泵运行次数计算储脂罐的剩余润滑脂量，当剩余润滑脂量低于报警阈值时发出预警，在预设时间内进行维护。
在本发明的一个较优的实施例中，S2中的偏航状态和S3中的工作状态均包括正常偏航对风和偏航解缆。
在本发明的一个较优的实施例中，S3中，偏航累计设计时长计算时，以预设的非整数圈数的时长作为润滑周期。
在本发明的一个较优的实施例中，S4中，若偏航润滑泵如出现故障，发出中度预警，在1～3个月内进行维护，根据型号和风机实际运行情况进行选择。
在本发明的一个较优的实施例中，S4中，若偏航润滑泵任意一个润滑油管堵塞，发出低度预警，在3～5个月内进行维护，根据型号和风机实际运行情况进行选择。
在本发明的一个较优的实施例中，S4中，偏航润滑泵的工作时长为分配器所有出脂口出脂一次所需要的总时长。
在本发明的一个较优的实施例中，S4中偏航润滑泵的工作时长包含在S3中累计偏航启动时长的设计时长内。
在本发明的一个较优的实施例中，S6中，所述预设时间为3～6个月，根据型号和风机实际运行情况进行选择。
在本发明的一个较优的实施例中，S6中，剩余润滑脂量计算时，当可以获得风机一年期内实际偏航时长时，偏航次数按照风机偏航的实际时间进行计算；当无法获得风机一年期内实际偏航时长时，风机偏航时间按照设计标准与经验系数计算得到。
本发明的风力发电机偏航自动润滑控制与预警系统，包括：
风机时钟同步模块，同步风力发电机的时钟；
SCADA数据采集及偏航状态判断模块，采集SCADA数据并判断风机是否处于偏航状态；
偏航时长累计及启动信号发送模块，累计偏航启动时长达到设计时长，并且偏航系统还处于工作状态，发送启动偏航润滑泵的信号；若累计偏航启动时长达到设计时长，但偏航系统处于停机状态，在下一次偏航启动时，发送启动偏航润滑泵的信号；
润滑泵控制模块，控制偏航润滑泵的启动，并记录偏航润滑泵的时长；当偏航润滑泵工作时长达到设计时长时关闭；
润滑泵运行次数及偏航累计时长清零模块，在偏航润滑泵停止工作后，记录一次润滑泵运行次数，偏航累计时长清零，并启动下一轮累计偏航时长；
剩余润滑脂量计算及预警模块，通过累计的润滑泵运行次数计算储脂罐的剩余润滑脂量，当剩余润滑脂量低于报警阈值时发出低度预警。
下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步地解释说明：
对某风力发电机采用本发明的偏航自动润滑控制与预警，具体包括以下步骤：
A、GPS时钟同步。通过GPS时钟同步设备同步偏航自动润滑控制及预警系统的时钟，确保风机时钟与自动润滑控制预警系统时钟一致。
B、采集SCADA数据。通过采集的SCADA数据判断风机是否处于偏航状态(所述偏航状态包含正常偏航对风和偏航解缆)。若风机处于偏航状态，累计偏航启动总时长。
C、累计偏航时长。累计偏航时长达到设计时长(13分钟)，并且偏航系统还处于工作状态(包含正常偏航状态和解缆状态)，发送启动偏航润滑泵的信号。若累计时长达到设计时长(13分钟)，但偏航系统处于停机状态，在下一次偏航启动时，发送启动偏航润滑泵的信号。
D、控制润滑泵的启动，并记录润滑泵的时长。当润滑泵工作时长达到设计时长20秒，关闭润滑泵；该20秒包含在步骤C中所述的13分钟内。
E、偏航累计时长清零。在润滑泵停止工作后，记录一次润滑，偏航累计时长清零，并启动下一轮累计偏航时长的工作。
F、储脂罐用脂量计算及预警。通过累计的润滑泵运行次数计算储脂罐的剩余润滑脂量2，在剩余三个月用脂量时发出低度预警，在三个月内维护。
步骤C中，所述累计偏航时长的设计时长(包含但不限于13分钟)的计算方法为：为避免注入的润滑脂周期性的出现在同一位置，以0.7圈(包含但不限于0.7圈，可按照风机偏航频率选择)的时长为润滑周期，(偏航的转一圈的时长取决于偏航传动系统的设计，包含但不限于18分钟)则润滑间隔为13分钟。
步骤D中，所述润滑泵的设计时长(包含但不限于20秒)与不同型号的润滑泵选择相关，本发明选用润滑泵20秒可完成分配器所有出脂口，出脂一次，总出脂量为4ml。
步骤F中，所述剩余润滑脂量2L的计算方法为：在无法获得风机一年期内实际偏航时长的前提下，以设计标准5％(包含但不限于5％)的偏航时长为基准。一年总的偏航分钟数为365×24×60×5％＝26280分钟。在可以获得风机一年期内实际偏航时长的前提下，按照风机偏航的实际时间进行计算。润滑泵的开启次数为26280/13＝2022次。润滑泵20秒的出脂量为4ml。则一年总的润滑脂用量为8.1L，则润滑脂低于2L，发出低度预警。所述低度预警为紧急程度低，在未来三个月运维，不会对设备造成影响。
步骤D中，润滑泵如出现故障，发出中度预警，在一个月内维护。所述中度预警为紧急程度中度，在未来一个月运维，不会对设备造成影响。
步骤D中，任意一个润滑油管堵塞，发出低度预警，在三个月内维护。
需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式的一部分，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：同步风力发电机的时钟；
S2：采集SCADA数据并判断风机是否处于偏航状态，若风机处于偏航状态，累计偏航启动时长；
S3：若累计偏航启动时长达到设计时长，并且偏航系统还处于工作状态，发送启动偏航润滑泵的信号；若累计偏航启动时长达到设计时长，但偏航系统处于停机状态，在下一次偏航启动时，发送启动偏航润滑泵的信号；
S4：控制偏航润滑泵的启动，并记录偏航润滑泵的工作时长；当偏航润滑泵工作时长达到设计时长时关闭；
S5：在偏航润滑泵停止工作后，记录一次偏航润滑泵运行次数，偏航累计时长清零，并启动下一轮累计偏航时长；
S6：通过累计的偏航润滑泵运行次数计算储脂罐的剩余润滑脂量，当剩余润滑脂量低于报警阈值时发出预警，在预设时间内进行维护。
2.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S2中的偏航状态和S3中的工作状态均包括正常偏航对风和偏航解缆。
3.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S3中，偏航累计设计时长计算时，以预设的非整数圈数的时长作为润滑周期。
4.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S4中，若偏航润滑泵出现故障，发出中度预警，在1～3个月内进行维护。
5.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S4中，若偏航润滑泵任意一个润滑油管堵塞，发出低度预警，在3～5个月内进行维护。
6.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S4中，偏航润滑泵的工作时长为分配器所有出脂口出脂一次所需要的总时长。
7.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S4中偏航润滑泵的工作时长包含在S3中累计偏航启动时长的设计时长内。
8.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S6中，所述预设时间为3～6个月。
9.如权利要求1所述的风力发电机偏航自动润滑控制与预警方法，其特征在于，S6中，剩余润滑脂量计算时，当能够获得风机一年期内实际偏航时长时，偏航次数按照风机偏航的实际时间进行计算；当无法获得风机一年期内实际偏航时长时，风机偏航时间按照设计标准与经验系数计算得到。
10.一种风力发电机偏航自动润滑控制与预警系统，其特征在于，包括：
风机时钟同步模块，同步风力发电机的时钟；
SCADA数据采集及偏航状态判断模块，采集SCADA数据并判断风机是否处于偏航状态；
偏航时长累计及启动信号发送模块，累计偏航启动时长达到设计时长，并且偏航系统还处于工作状态，发送启动偏航润滑泵的信号；若累计偏航启动时长达到设计时长，但偏航系统处于停机状态，在下一次偏航启动时，发送启动偏航润滑泵的信号；
润滑泵控制模块，控制偏航润滑泵的启动，并记录偏航润滑泵的时长；当偏航润滑泵工作时长达到设计时长时关闭；
润滑泵运行次数及偏航累计时长清零模块，在偏航润滑泵停止工作后，记录一次润滑泵运行次数，偏航累计时长清零，并启动下一轮累计偏航时长；
剩余润滑脂量计算及预警模块，通过累计的润滑泵运行次数计算储脂罐的剩余润滑脂量，当剩余润滑脂量低于报警阈值时发出低度预警。
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