LU502837B1 - Vortex-induced vibration suppression monitoring system for doubly-fed wind turbine generator set and the method thereof - Google Patents

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Claims (9)

BL-5559 Anspriiche LU502837
1. Ein Uberwachungssystem zur Unterdrückung von Wirbelerregungsschwingungen für eine doppelt gespeiste Windkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Datenerfassungsmodul, ein Datenverarbeitungsmodul, ein Vorhersagemodul und ein Unterdrückungsmodul umfasst, die hintereinander geschaltet sind; wobei, Das Datenerfassungsmodul, um in einer bestimmten Intervallfrequenz die Schwingungssignale der Windkraftanlage über einen bestimmten Zeitraum sowie die Windgeschwindigkeits- und Windrichtungssignale des Windparks zu erfassen. Das Datenverarbeitungsmodul, um aus dem Schwingungssignal der Windgeschwindigkeit und dem Windrichtungssignal den Schwingungsspitzenwert und den Effektivwert der Schwingung der Windkraftanlage während des erfassten Zeitraums sowie die durchschnittliche Windgeschwindigkeit und die durchschnittliche Windrichtung zu berechnen. Das Vorhersagemodul zum Eingeben der Schwingungsspitze, des Schwingungs-Effektivwerts, der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit und der durchschnittlichen Windrichtung in ein auf einem neuronalen BP-Netz basierendes Vorhersagemodell, um festzustellen, ob die Windkraftanlage Wirbelschwingungsschwingungen im Vorhersagemodell aufweist. Das Unterdrückungsmodul dient zum Hochladen einer Alarmmeldung auf den Cloud-Server, wenn Wirbelschwingungen auftreten, und zur Unterdrückung von Wirbelschwingungen mithilfe einer Wirbelschwingungsunterdrückungsvorrichtung.
2. Ein Überwachungssystem zur Unterdrückung von Wirbelerregungsschwingungen für eine doppelt gespeiste Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenerfassungsmodul einen Schwingungssensor, einen Windrichtungssensor und einen Windgeschwindigkeitssensor umfasst; wobei der Schwingungssensor, der in der Gondel oder im Turm der Windkraftanlage vorgesehen ist, dazu dient, in Echtzeit das Schwingungssignal der Windkraftanlage zu erfassen; Der Windrichtungssensor und der Windgeschwindigkeitssensor, die auf dem Wetterrahmen angebracht sind, werden verwendet, um die Windgeschwindigkeits- und Windrichtungssignale im Bereich des Windparks in Echtzeit zu erfassen; Der Windrichtungssensor und der Windgeschwindigkeitssensor, die auf dem Wetterrahmen angebracht sind, werden verwendet, um die Windgeschwindigkeits- und Windrichtungssignale im Bereich des Windparks in Echtzeit zu erfassen.
3. Ein Überwachungssystem zur Unterdrückung von Wirbelerregungsschwingungen für eine doppelt gespeiste Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelschwingungsunterdrückungsvorrichtung eine erste Unterdrückungseinheit und eine zweite Unterdrückungseinheit umfasst, wobei die erste Unterdrückungseinheit und die zweite Unterdrückungseinheit parallel geschaltet ist, wobei die erste Unterdrückungseinheit eine Spoilervorrichtung und die zweite Unterdrückungseinheit eine Pitchvorrichtung ist.
4. Das Überwachungssystem zur Unterdrückung von 1
BL-5559 Wirbelschwingungen fiir doppelt gespeiste Windkraftanlagen nach Anspruch 3, dadurch LU502837 gekennzeichnet, dass die erste Unterdrückungseinheit ein flexibles Verbindungselement und ein Storelement umfasst, das an dem flexiblen Verbindungselement vorgesehen ist, wobei die Enden des flexiblen Verbindungselements an dem oberen Verbindungsflansch und dem unteren Verbindungsflansch des schwingungsfesten Turmabschnitts aneinander befestigt sind.
5. Das Uberwachungssystem zur Unterdriickung von Wirbelschwingungen fiir doppelt gespeiste Windkraftanlagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Unterdrückungseinheit den Lüfterhauptsteuerschrank der Windkraftanlagen, die Blätter und ihre Blattantriebe, die Pitch-Motoren, umfasst, wobei die Blattantriebe jeweils mit einem Pitch-Motor verbunden sind und jeder der Blattantriebe jeweils mit einem Superkondensatormodul zur Energiespeicherung verbunden ist.
6. Das Uberwachungssystem zur Unterdriickung von Wirbelschwingungen fiir doppelt gespeiste Windkraftanlagen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner das Hinzufügen eines Nabenwartungsschalters und eines Relais zum Gondelgehäuse umfasst, das die Neigungsvorrichtung gemäß einem Rückkopplungssignal von dem Nabenwartungsschalter steuert.
7. Ein Überwachungsverfahren der Unterdrückung von Wirbelerregungsschwingungen für doppelt gespeiste Windkraftanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung unter Verwendung eines Überwachungssystems zur Unterdrückung von Wirbelschwingungen für eine doppelt gespeiste Windkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die spezifischen Schritte Folgendes umfassen: Erfassung von Schwingungssignalen von Windkraftanlagen sowie von Windgeschwindigkeits- und -richtungssignalen von Windparks in regelmäßigen Abständen über einen bestimmten Zeitraum hinweg; Durch das Schwingungssignal, die Windgeschwindigkeit, das Windrichtungssignal zur Berechnung der Schwingungsspitze, des effektiven Schwingungswerts und der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit und der durchschnittlichen Windrichtung der Windkraftanlage im gesammelten Zeitraum; Durch Eingabe des Schwingungsspitzewerts, des Schwingungs- Effektivwerts, der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit und der durchschnittlichen Windrichtung in ein auf einem neuronalen BP-Netz basierendes Vorhersagemodell, um festzustellen, ob die Windkraftanlage Wirbelschwingungsschwingungen im Vorhersagemodell aufweist. Hochladen einer Alarmmeldung auf den Cloud-Server durch Unterdrückungsmodul, wenn Wirbelschwingungen auftreten, und zur Unterdrückung von Wirbelschwingungen mithilfe einer Wirbelschwingungsunterdrückungsvorrichtung.
8. Ein Überwachungsverfahren der Unterdrückung von Wirbelerregungsschwingungen für doppelt gespeiste Windkraftanlagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trainingsprozess des Vorhersagemodells ist: Sammeln der Rohdaten, die für die Wirbelschwingungsvorhersage erforderlich sind, und Normalisieren und Klassifizieren der Rohdaten, um einen Trainingssatz, einen Validierungssatz und einen Testsatz zu erhalten; Initialisierung der Parameter des neuronalen Netzes und Aufbau des neuronalen Netzes, wobei die Parameter Trainingsabweichung-Indikatorwerte, Validierungsabweichung- Indikatorwerte und Gewichtsschwellenwerte umfassen; 2
BL-5559 Trainieren des neuronalen Netzes unter Verwendung des Trainingssatzes und Validieren LU502837 des neuronalen Netzes unter Verwendung des Validierungssatzes, um ein nichtlineares autoregressives neuronales Netz mit einer Trainingsabweichung, der kleiner als ein Trainingsabweichungsindikatorwert ist, und einem Validierungsabweichung, der kleiner als ein Validierungsabweichungsindikatorwert ist, zu erzeugen; Einspeisung des Testsatzes in das nichtlineare autoregressive neuronale Netz zur Ausgabe der endgültigen Vorhersagewerte.
9. Ein Uberwachungsverfahren der Unterdriickung von Wirbelerregungsschwingungen fiir doppelt gespeiste Windkraftanlagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trainingsmenge in das neuronale Netzwerk eingespeist wird und jeder Trainingskanal unabhängig trainiert wird, bis seine jeweiligen Konvergenzbedingungen erfüllt sind, um ein Faltungsnetzwerkmodell zu erhalten, das eine Vielzahl von Trainingskanälen umfasst. Das Verfahren umfasst: Bestimmen der Parameter jedes Trainingskanals; Eingeben des Trainingssatzes in das neuronale Netz, um die Vorhersage- Merkmalsdaten zu erhalten, die jedem Trainingskanal entsprechen; Bestimmen den Vorhersagesabweichung Für jeden Trainingskanal gemäß den vorhergesagten Merkmalsdaten und den realen Merkmalsdaten; Neueinstellen der Parameter des Trainingskanals, für den die Vorhersagesabweichung größer als die vorbestimmte Abweichung ist, und Fortsetzen des Wiederholens des Trainingsprozesses für den entsprechenden Trainingskanal, bis der Vorhersagesabweichung für den entsprechenden Trainingskanal kleiner als oder gleich die vorbestimmte Abweichung ist, und beenden den Trainingsprozess des entsprechenden Trainingskanals. 3
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