CN115600393A - 一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于变流器可靠性评估方法及系统领域，尤其为一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，包括箱体、开始、建立一段时间内变流器做功次数模型、传感器在一定时间内统计的数值、理论上变流器做功与传感器记录数值关系、实际上变流器做功与传感器记录数值关系和故障时变流器做功与传感器记录数值关系，与现有技术相比，本发明提供了一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，具备以下有益效果：且与对比值相接近应为N1‑N2/N1≈1，且与对比值越接近变流器可靠性越高，计算可靠性应为N3‑N4/N3≈0，则计算可靠性高，当与对比值相接近为否，则记录短时间内数据并与对比值进行比较，当与对比值相接近为是，则输出对比数据和实际数据。

Description

一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统

技术领域

本发明涉及变流器可靠性评估方法及系统领域，具体为一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成，风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机，海上风电场不占用土地资源，基本不受地形地貌的影响，具有湍流强度低，年平均风速高的特点。因此，海上风电场的年利用小时数和发电效益显著高于陆上风电场。

现有的变流器可靠性评估方法及系统，系统在设备整体进行评估时往往需要采用大量数学式进行推演分析，不仅处理速度缓慢，而且在长时间运行后容易对主机造成影响，为此我们提出一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，已解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括箱体、开始、建立一段时间内变流器做功次数模型、传感器在一定时间内统计的数值、理论上变流器做功与传感器记录数值关系、实际上变流器做功与传感器记录数值关系和故障时变流器做功与传感器记录数值关系，所述箱体的一侧设置有过滤网，所述箱体的内部设置有固定板，所述固定板的下表面设置有烟雾传感器，所述固定板的下表面设置有湿度传感器，所述固定板的上表面设置有音量传感器，所述固定板的下表面设置有温度传感器，所述固定板的上表面设置有定位装置，所述固定板的上表面设置有存储装置，所述固定板的上表面设置有传送装置，所述箱体的上表面设置有报警灯，所述建立一段时间内变流器做功次数模型包括建立一段时间内变流器故障状态做功次数模型、将实际做功次数和理论做功次数之比与对比值进行比较和海上风电机变流器实际可靠性，所述传感器在一定时间内统计的数值包括传感器数值汇总传感器、正常状态下传感器数值汇总、异常状态下传感器数值汇总、单一传感器异常数值次数、单一传感器数值与做功关系汇总和一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总，所述理论上变流器做功与传感器记录数值关系包括一段时间内变流器理论做功数值和一段时间内传感器理论数值和记录次数，所述实际上变流器做功与传感器记录数值关系包括一段时间内变流器实际做功数值和一段时间内传感器实际数值和记录次数，所述故障时变流器做功与传感器记录数值关系包括一段时间内变流器故障做功数值和一段时间内传感器故障数值和记录次数，所述开始包括数据输入、统计理论做功效率和理论传感器计算次数、统计实际做功效率和实际传感器计算次数、统计正常状态下传感器记录次数、统计故障状态下传感器记录次数、统计故障状态下做功效率、计算可靠性、与对比值相接近、输出对比数据和实际数据、结束、记录短时间内数据。

作为本发明的一种优选技术方案，所述箱体的一侧镂空设置有过滤网，所述箱体的内部固定连接有固定板，所述固定板的下表面固定连接有烟雾传感器，所述固定板的下表面固定连接有湿度传感器，所述固定板的上表面固定连接有音量传感器，所述固定板的下表面固定连接有温度传感器，所述固定板的上表面固定连接有定位装置，所述固定板的上表面固定连接有存储装置，所述固定板的上表面固定连接有传送装置，所述箱体的上表面固定连接有报警灯。

作为本发明的一种优选技术方案，所述建立一段时间内变流器做功次数模型通过一定时间内变流器在无故障理论状态下的做功次数记为N1，所述建立一段时间内变流器故障状态做功次数模型通过针对一段时间内设备故障状态下做功次数记为N2，所述将实际做功次数和理论做功之比与1进行对比使操作人员根据其差值判断当前时间段实际做功的可靠性，所述实际做功次数记为N1-N2，进而得出所述海上风电机变流器实际可靠性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述温度传感器、湿度传感器、音量传感器和烟雾传感器所采集的数据进行所述传感器在一定时间内统计的数值中进行分析，进而对采集的数据进行所述传感器数值汇总，同时将所述传感器数值汇总中将正常状态下传感器数值汇总。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传感器数值汇总将异常状态下传感器数值汇总，所述异常状态下传感器数值汇总将单一传感器异常数值次数进行导出分析，所述单一传感器异常数值次数需要和单一传感器数值与做功关系汇总相互匹配，进而对所述单一传感器异常数值次数中一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总分析。

作为本发明的一种优选技术方案，所述理论上变流器做功与传感器记录数值关系包括一段时间内变流器理论做功数值和一段时间内传感器理论数值和记录次数，使设备基于无故障下工作的基本数据进行参考，所述实际上变流器做功与传感器记录数值关系包括一段时间内变流器实际做功数值和一段时间内传感器实际数值和记录次数，使设备基于现实环境下工作的基本数据进行统计。

作为本发明的一种优选技术方案，所述故障时变流器做功与传感器记录数值关系包括一段时间内变流器故障做功数值和一段时间内传感器故障数值和记录次数，对故障状态出现的次数和数值进行记录提供整体误差分析。

作为本发明的一种优选技术方案，所述统计理论做功效率和理论传感器计算次数为N1和N3，所述统计故障状态下传感器记录次数为N4，则所述统计实际做功效率和实际传感器计算次数为N1-N2和N3-N4，所述计算可靠性应为N1：N1=1设置为对比值，且所述与对比值相接近应为N1-N2/N1≈1，且与对比值越接近变流器可靠性越高。

作为本发明的一种优选技术方案，所述统计实际做功效率和实际传感器计算次数中实际传感器数值正常，则实际做功效率正常，若传感器检测出异常数据则当前时间段内变流器实际工作效率为N3，则传感器的对比值应为N3：N3=0，所述计算可靠性应为N3-N4/N3≈0，则所述计算可靠性高，当所述与对比值相接近为否，则所述记录短时间内数据并与对比值进行比较，当所述与对比值相接近为是，则所述输出对比数据和实际数据且结束。

与现有技术相比，本发明提供了一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，具备以下有益效果：

通过一定时间内不同的多种不同数值之比与对比值进行参考，进而体现出该海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统的便捷性，通过将统计理论做功效率和理论传感器计算次数为N1和N3，统计故障状态下传感器记录次数为N4，则统计实际做功效率和实际传感器计算次数为N1-N2和N3-N4，计算可靠性应为N1：N1=1设置为对比值，且与对比值相接近应为N1-N2/N1≈1，且与对比值越接近变流器可靠性越高，统计实际做功效率和实际传感器计算次数中实际传感器数值正常，则实际做功效率正常，若传感器检测出异常数据则当前时间段内变流器实际工作效率为N3，则传感器的对比值应为N3：N3=0，计算可靠性应为N3-N4/N3≈0，则计算可靠性高，当与对比值相接近为否，则记录短时间内数据并与对比值进行比较，当与对比值相接近为是，则输出对比数据和实际数据。

附图说明

图1为本发明建立一段时间内变流器做功次数模型流程图；

图2为本发明传感器在一定时间内统计的数值流程图；

图3为本发明理论上变流器做功与传感器记录数值关系流程图；

图4为本发明实际上变流器做功与传感器记录数值关系流程图；

图5为本发明故障时变流器做功与传感器记录数值关系结构图；

图6为本发明开始流程图；

图7为本发明箱体内部结构图。

图中：01、箱体；2、过滤网；3、固定板；4、音量传感器；5、定位装置；6、存储装置；7、传送装置；8、报警灯；9、烟雾传感器；10、湿度传感器；11、温度传感器；12、开始；13、建立一段时间内变流器做功次数模型；14、建立一段时间内变流器故障状态做功次数模型；15、将实际做功次数和理论做功次数之比与对比值进行比较；16、海上风电机变流器实际可靠性；17、传感器在一定时间内统计的数值；18、传感器数值汇总；19、正常状态下传感器数值汇总；20、异常状态下传感器数值汇总；21、单一传感器异常数值次数；22、单一传感器数值与做功关系汇总；23、一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总；24、一段时间内变流器理论做功数值；25、一段时间内传感器理论数值和记录次数；26、一段时间内变流器实际做功数值；27、一段时间内传感器实际数值和记录次数；28、理论上变流器做功与传感器记录数值关系；29、实际上变流器做功与传感器记录数值关系；30、一段时间内变流器故障做功数值；31、一段时间内传感器故障数值和记录次数；32、故障时变流器做功与传感器记录数值关系；33、数据输入；34、统计理论做功效率和理论传感器计算次数；35、统计实际做功效率和实际传感器计算次数；36、统计正常状态下传感器记录次数；37、统计故障状态下传感器记录次数；38、统计故障状态下做功效率；39、计算可靠性；40、与对比值相接近；41、输出对比数据和实际数据；42、结束；43、记录短时间内数据。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-7，本实施方案中：包括箱体01、开始12、建立一段时间内变流器做功次数模型13、传感器在一定时间内统计的数值17、理论上变流器做功与传感器记录数值关系28、实际上变流器做功与传感器记录数值关系29和故障时变流器做功与传感器记录数值关系32，其特征在于：箱体01的一侧设置有过滤网2，箱体01的内部设置有固定板3，固定板3的下表面设置有烟雾传感器9，固定板3的下表面设置有湿度传感器10，固定板3的上表面设置有音量传感器4，固定板3的下表面设置有温度传感器11，固定板3的上表面设置有定位装置5，固定板3的上表面设置有存储装置6，固定板3的上表面设置有传送装置7，箱体01的上表面设置有报警灯8，建立一段时间内变流器做功次数模型13包括建立一段时间内变流器故障状态做功次数模型14、将实际做功次数和理论做功次数之比与对比值进行比较15和海上风电机变流器实际可靠性16，传感器在一定时间内统计的数值17包括传感器数值汇总传感器18、正常状态下传感器数值汇总19、异常状态下传感器数值汇总20、单一传感器异常数值次数21、单一传感器数值与做功关系汇总22和一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总23，理论上变流器做功与传感器记录数值关系28包括一段时间内变流器理论做功数值24和一段时间内传感器理论数值和记录次数25，实际上变流器做功与传感器记录数值关系29包括一段时间内变流器实际做功数值26和一段时间内传感器实际数值和记录次数27，故障时变流器做功与传感器记录数值关系32包括一段时间内变流器故障做功数值30和一段时间内传感器故障数值和记录次数31，开始12包括数据输入33、统计理论做功效率和理论传感器计算次数34、统计实际做功效率和实际传感器计算次数35、统计正常状态下传感器记录次数36、统计故障状态下传感器记录次数37、统计故障状态下做功效率38、计算可靠性39、与对比值相接近40、输出对比数据和实际数据41、结束42、记录短时间内数据43。

优选的，箱体01的一侧镂空设置有过滤网2，箱体01的内部固定连接有固定板3，固定板3的下表面固定连接有烟雾传感器9，固定板3的下表面固定连接有湿度传感器10，固定板3的上表面固定连接有音量传感器4，固定板3的下表面固定连接有温度传感器11，固定板3的上表面固定连接有定位装置5，固定板3的上表面固定连接有存储装置6，固定板3的上表面固定连接有传送装置7，箱体01的上表面固定连接有报警灯8，通过多种不同类型的传感器快速对设备内部状况进行采集处理。

优选的，建立一段时间内变流器做功次数模型13通过一定时间内变流器在无故障理论状态下的做功次数记为N1，建立一段时间内变流器故障状态做功次数模型14通过针对一段时间内设备故障状态下做功次数记为N2，将实际做功次数和理论做功之比与1进行对比使操作人员根据其差值判断当前时间段实际做功的可靠性，实际做功次数记为N1-N2，进而得出海上风电机变流器实际可靠性16，通过建立对比关系模型让操作人员快速明了的对数据进行分析。

优选的，温度传感器11、湿度传感器10、音量传感器4和烟雾传感器9所采集的数据进行传感器在一定时间内统计的数值17中进行分析，进而对采集的数据进行传感器数值汇总18，同时将传感器数值汇总18中将正常状态下传感器数值汇总19，通过传感器数值汇总18对多种传感器采集的数据进行汇总分析归纳。

优选的，传感器数值汇总18将异常状态下传感器数值汇总20，异常状态下传感器数值汇总20将单一传感器异常数值次数21进行导出分析，单一传感器异常数值次数21需要和单一传感器数值与做功关系汇总22相互匹配，进而对单一传感器异常数值次数21中一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总23分析，通过在一定时间内传感器异常次数与变流器故障状态下做功次数进行分析处理。

优选的，理论上变流器做功与传感器记录数值关系28包括一段时间内变流器理论做功数值24和一段时间内传感器理论数值和记录次数25，使设备基于无故障下工作的基本数据进行参考，实际上变流器做功与传感器记录数值关系29包括一段时间内变流器实际做功数值26和一段时间内传感器实际数值和记录次数27，使设备基于现实环境下工作的基本数据进行统计。

优选的，故障时变流器做功与传感器记录数值关系32包括一段时间内变流器故障做功数值30和一段时间内传感器故障数值和记录次数31，对故障状态出现的次数和数值进行记录提供整体误差分析。

优选的，统计理论做功效率和理论传感器计算次数34为N1和N3，统计故障状态下传感器记录次数37为N4，则统计实际做功效率和实际传感器计算次数35为N1-N2和N3-N4，计算可靠性39应为N1：N1=1设置为对比值，且与对比值相接近40应为N1-N2/N1≈1，且与对比值越接近变流器可靠性越高。

优选的，统计实际做功效率和实际传感器计算次数35中实际传感器数值正常，则实际做功效率正常，若传感器检测出异常数据则当前时间段内变流器实际工作效率为N3，则传感器的对比值应为N3：N3=0，计算可靠性39应为N3-N4/N3≈0，则计算可靠性39高，当与对比值相接近40为否，则记录短时间内数据43并与对比值进行比较，当与对比值相接近40为是，则输出对比数据和实际数据41且结束42。

作为本发明的一种优选技术方案，首先操作人员利用温度传感器11、湿度传感器10、音量传感器4和烟雾传感器9所采集的数据进行传感器在一定时间内统计的数值17中进行分析，同时记录一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总23，同时在理论状态下传感器检测出的数值是在传感器预设安全值内的，且在理论状态下变流器在工作时无故障产生，进一步在一定时间内对一段时间内变流器故障做功数值30和一段时间内传感器故障数值和记录次数31，进而通过数据对比分析故障时变流器做功与传感器记录数值关系32，同时我们将通过一定时间内变流器在无故障理论状态下的做功次数记为N1，且将一段时间内设备故障状态下做功次数记为N2，则将统计理论做功效率和理论传感器计算次数34为N1和N3，统计故障状态下传感器记录次数37为N4，则统计实际做功效率和实际传感器计算次数35为N1-N2和N3-N4，计算可靠性39应为N1：N1=1设置为对比值，且与对比值相接近40应为N1-N2/N1≈1，且与对比值越接近变流器可靠性越高，统计实际做功效率和实际传感器计算次数35中实际传感器数值正常，则实际做功效率正常，若传感器检测出异常数据则当前时间段内变流器实际工作效率为N3，则传感器的对比值应为N3：N3=0，计算可靠性39应为N3-N4/N3≈0，则计算可靠性39高，当与对比值相接近40为否，则记录短时间内数据43并与对比值进行比较，当与对比值相接近40为是，则输出对比数据和实际数据41且结束42。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，包括箱体（01）、开始（12）、建立一段时间内变流器做功次数模型（13）、传感器在一定时间内统计的数值（17）、理论上变流器做功与传感器记录数值关系（28）、实际上变流器做功与传感器记录数值关系（29）和故障时变流器做功与传感器记录数值关系（32），其特征在于：所述箱体（01）的一侧设置有过滤网（2），所述箱体（01）的内部设置有固定板（3），所述固定板（3）的下表面设置有烟雾传感器（9），所述固定板（3）的下表面设置有湿度传感器（10），所述固定板（3）的上表面设置有音量传感器（4），所述固定板（3）的下表面设置有温度传感器（11），所述固定板（3）的上表面设置有定位装置（5），所述固定板（3）的上表面设置有存储装置（6），所述固定板（3）的上表面设置有传送装置（7），所述箱体（01）的上表面设置有报警灯（8），所述建立一段时间内变流器做功次数模型（13）包括建立一段时间内变流器故障状态做功次数模型（14）、将实际做功次数和理论做功次数之比与对比值进行比较（15）和海上风电机变流器实际可靠性（16），所述传感器在一定时间内统计的数值（17）包括传感器数值汇总传感器（18）、正常状态下传感器数值汇总（19）、异常状态下传感器数值汇总（20）、单一传感器异常数值次数（21）、单一传感器数值与做功关系汇总（22）和一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总（23），所述理论上变流器做功与传感器记录数值关系（28）包括一段时间内变流器理论做功数值（24）和一段时间内传感器理论数值和记录次数（25），所述实际上变流器做功与传感器记录数值关系（29）包括一段时间内变流器实际做功数值（26）和一段时间内传感器实际数值和记录次数（27），所述故障时变流器做功与传感器记录数值关系（32）包括一段时间内变流器故障做功数值（30）和一段时间内传感器故障数值和记录次数（31），所述开始（12）包括数据输入（33）、统计理论做功效率和理论传感器计算次数（34）、统计实际做功效率和实际传感器计算次数（35）、统计正常状态下传感器记录次数（36）、统计故障状态下传感器记录次数（37）、统计故障状态下做功效率（38）、计算可靠性（39）、与对比值相接近（40）、输出对比数据和实际数据（41）、结束（42）、记录短时间内数据（43）。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述箱体（01）的一侧镂空设置有过滤网（2），所述箱体（01）的内部固定连接有固定板（3），所述固定板（3）的下表面固定连接有烟雾传感器（9），所述固定板（3）的下表面固定连接有湿度传感器（10），所述固定板（3）的上表面固定连接有音量传感器（4），所述固定板（3）的下表面固定连接有温度传感器（11），所述固定板（3）的上表面固定连接有定位装置（5），所述固定板（3）的上表面固定连接有存储装置（6），所述固定板（3）的上表面固定连接有传送装置（7），所述箱体（01）的上表面固定连接有报警灯（8）。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述建立一段时间内变流器做功次数模型（13）通过一定时间内变流器在无故障理论状态下的做功次数记为N1，所述建立一段时间内变流器故障状态做功次数模型（14）通过针对一段时间内设备故障状态下做功次数记为N2，所述将实际做功次数和理论做功之比与1进行对比使操作人员根据其差值判断当前时间段实际做功的可靠性，所述实际做功次数记为N1-N2，进而得出所述海上风电机变流器实际可靠性（16）。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述温度传感器（11）、湿度传感器（10）、音量传感器（4）和烟雾传感器（9）所采集的数据进行所述传感器在一定时间内统计的数值（17）中进行分析，进而对采集的数据进行所述传感器数值汇总（18），同时将所述传感器数值汇总（18）中将正常状态下传感器数值汇总（19）。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述传感器数值汇总（18）将异常状态下传感器数值汇总（20），所述异常状态下传感器数值汇总（20）将单一传感器异常数值次数（21）进行导出分析，所述单一传感器异常数值次数（21）需要和单一传感器数值与做功关系汇总（22）相互匹配，进而对所述单一传感器异常数值次数（21）中一定时间内传感器数值与变流器故障次数汇总（23）分析。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述理论上变流器做功与传感器记录数值关系（28）包括一段时间内变流器理论做功数值（24）和一段时间内传感器理论数值和记录次数（25），使设备基于无故障下工作的基本数据进行参考，所述实际上变流器做功与传感器记录数值关系（29）包括一段时间内变流器实际做功数值（26）和一段时间内传感器实际数值和记录次数（27），使设备基于现实环境下工作的基本数据进行统计。

7.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述故障时变流器做功与传感器记录数值关系（32）包括一段时间内变流器故障做功数值（30）和一段时间内传感器故障数值和记录次数（31），对故障状态出现的次数和数值进行记录提供整体误差分析。

8.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述统计理论做功效率和理论传感器计算次数（34）为N1和N3，所述统计故障状态下传感器记录次数（37）为N4，则所述统计实际做功效率和实际传感器计算次数（35）为N1-N2和N3-N4，所述计算可靠性（39）应为N1:N1=1设置为对比值，且所述与对比值相接近（40）应为N1-N2/N1≈1，且与对比值越接近变流器可靠性越高。

9.根据权利要求1所述的一种海上风电机用变流器可靠性评估方法及系统，其特征在于：所述统计实际做功效率和实际传感器计算次数（35）中实际传感器数值正常，则实际做功效率正常，若传感器检测出异常数据则当前时间段内变流器实际工作效率为N3，则传感器的对比值应为N3:N3=0，所述计算可靠性（39）应为N3-N4/N3≈0，则所述计算可靠性（39）高，当所述与对比值相接近（40）为否，则所述记录短时间内数据（43）并与对比值进行比较，当所述与对比值相接近（40）为是，则所述输出对比数据和实际数据（41）且结束（42）。

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