[发明专利]一种风力发电机偏航系统故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，且特别涉及一种风力发电机偏航系统故障诊断方法。

背景技术

随着各国政府对绿色/可再生能源重视程度的不断提高，风能作为一种取之不尽用之不竭的可再生能源越来越收到重视。风力发电是世界上公认的最接近商业化的可再生能源技术之一。风力发电技术正快速发展，以期在不远的将来成为传统能源的替代品。

现代风力发电系统的核心就是风力发电机组，通常由风轮、齿轮箱、发电机、控制系统、偏航系统，刹车系统等部分组成。为了使风力发电机吸收的功率最大，发挥最大效能，机舱必须准确对风，因此必须使叶轮法线方向与风向基本一致。这就需要偏航系统发挥作用。风力发电机的偏航系统是风力发电机的重要组成部分。风力发电机偏航的原理是通过风速风向仪检测风向、风速，并将检测到的风向信号送到控制器，控制器计算出风向信号与机舱位置的夹角，从而确定是否需要调整机舱方向以及朝哪个方向调整能尽快对准风向。当需要调整方向时，控制器发出控制信号给偏航驱动机构，以调整机舱方向，达到对准风向的目的。偏航系统的另外一个功能是当机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕，即解缆。

尽管风能转换技术在原理上比较简单，但由于风力发电机通常工作在严苛恶劣的工作环境下，因此各部件极易出现故障。一旦风机出现故障轻则导致发电效率低，重则会出现意外停机，造成巨大经济损失。

与其他部件一样，偏航系统也容易出现故障。偏航定位不准确是主要故障之一，其主要原因有：

1、风向标信号不准确；

2、偏航系统的阻尼力矩过大或过小；

3、偏航制动力矩达不到机组的设定值；

4、偏航系统的偏航齿圈与偏航驱动装置的齿轮之间的齿侧间隙过大。

由上可以看出，风向标作为感应部件在偏航系统中所起到的作用是十分重要的，一旦出现故障，就会给偏航系统的正常工作带来严重影响。也正如上文所述，风力发电机的工作环境十分恶劣，因此风向标发生故障的几率非常大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于多传感器数据融合技术的风力发电机偏航系统故障的诊断方法，主要针对由于风向标故障引起的偏航定位不准确问题。

为了达到上述目的，本发明提出一种风力发电机偏航系统故障诊断方法，其特征在于，包括：

测量多台风力发电机的偏航角度并计算偏航角度平均值；

设定非一致性故障阈值和明显故障阈值；

根据当前风力发电机的偏航角度与偏航角度平均值的差值的绝对值和非一致性故障阈值以及明显故障阈值进行比较判断当前风力发电机的故障状态。

进一步的，若当前风力发电机的偏航角度与偏航角度平均值的差值的绝对值小于非一致性故障阈值，则判断所述当前风力发电机未出现明显故障和非一致性故障，其偏航角度值直接用于偏航控制。

进一步的，若当前风力发电机的偏航角度与偏航角度平均值的差值的绝对值大于非一致性故障阈值且小于明显故障阈值，则判断所述当前风力发电机未出现明显故障，但出现了非一致性故障，其偏航角度值与其他风力发电机的偏航角度值进行融合计算，计算结果作为新的偏航角度值用于偏航控制。

进一步的，若当前风力发电机的偏航角度与偏航角度平均值的差值的绝对值大于明显故障阈值，则判断所述当前风力发电机出现明显故障，该风力发电机的偏航角度值丢弃不用，其他风力发电机偏航角度值的融合结果取代其用于该风力发电机的偏航控制。

进一步的，所述多台风力发电机的偏航角度采用多个传感器测量。

进一步的，所述传感器为风速风向仪。

本发明揭示一种基于多传感器信息融合技术的风力发电机偏航系统故障诊断方法。该方法针对风力发电机的风速风向仪故障而导致的偏航系统故障问题，利用来自同一风电场各个风力发电机的风速风向仪测量信号的冗余性，采用基于多传感器数据融合技术的信号处理方法，判断出风速风向仪是否出现故障，从而对偏航系统故障进行定位，即偏航系统的哪部分出现故障。此外，当确定了风速风向仪出现故障后，可以通过算法对错误/存在偏差的风向信号进行处理，利用处理后的信号替代原有测量信号，使偏航系统能够正常工作。

附图说明

图1所示为本发明较佳实施例的风力发电机偏航系统故障诊断方法流程图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。