[发明专利]一种基于电气信息的风力发电机健康状态监测系统和方法

权利要求书

1.一种基于电气信息的风力发电机健康状态监测系统，其特征在于，包括：

风力发电机数据采集模块，用于从风力发电机组提取所需的电流和功率信号，以及风力发电机相关基本信息；

信号预处理模块，用于对风力发电机功率信号进行预处理，通过风速和风机转子转速机械量推算出风力发电机应有输出功率；比较实际输出功率和应有输出功率，如若偏差过大，则输出报警信号并输出监测信息到工作人员远程控制界面，否则进入信号处理模块；

信号处理模块，用于对风力发电机输出电流信号进行处理，通过离散小波去除信号噪声，再通过连续小波提取信号特征频率，对比正常特征频率频谱和实际信号特征频率频谱，输出监测结果，如若发现故障频谱分量，报警并输出故障信息和故障频谱到远程控制界面；

监控输出模块，用于输出监控信息和报警信号。

2.一种基于电气信息的风力发电机健康状态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)从风力发电机获取风力发电机环境数据、运行状态物理量和输出电气信息；

2)对风力发电机数据采集模块获得的风力发电机环境数据和运行状态物理量进行处理，预估得风力发电机应有输出功率，对比实际输出功率，如若偏差过大，则输出报警信号；

3)对风力发电机数据采集模块获得的风力发电机输出电流信号进行处理，首先通过离散小波去除信号噪声，再通过连续小波提取信号特征频率，对比正常特征频率频谱和实际信号特征频率频谱，输出监测结果，如若发现故障频谱分量，报警并输出故障信息和故障频谱。

3.根据权利要求2所述的基于电气信息的风力发电机健康状态监测方法，其特征在于：在所述步骤1)中，从风力发电机获取风力发电机环境数据为风速，运行状态物理量为转子转速，电气信息为输出电流和功率。

4.根据权利要求2所述的基于电气信息的风力发电机健康状态监测方法，其特征在于：在所述步骤2)中，风力发电机应有输出功率为P_e，

Pe=12ρπR2V3Cp(λ,β)ωt]]>

式中ρ为空气密度，C_p为功率系数，ω_t为风机转速，R是叶片半径，V是风速。实际功率P和应有功率偏差ε，λ为风机叶尖速比，β为桨距角；其中

ϵ=|P-PePe|]]>

ε₀为设定安全阈值，当ε≤ε₀时，表明风机运行正常，否则输出报警信号。