[发明专利]风机部件的寿命预测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域。更具体地讲，涉及一种风机部件的寿命预测方法及系统。

背景技术

随着技术的发展，对可再生能源的关注和利用程度日益增加，其中，风力发电是一种已经发展相对成熟的能源技术。

目前，对风机的预防维护工作主要是故障后维修和定期检修(如半年检修和全年检修)，但缺乏一个面向整机的部件的在线寿命预测及相应的预防维护和检修系统，难以实现对机组寿命预警的作用，不能科学判断机组检修时机及提供合理的预防和检修方式，导致风机维护成本较高，备品备件库规划不合理。及时获得风机的部件的剩余寿命，对于风机安全、稳定运行和优化机组可靠性具有重大意义。因此，需要一种对风机的部件进行在线寿命预测的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风机部件的寿命预测方法及系统。

根据本发明的一方面，提供一种风机部件的寿命预测方法，其特征在于，包括：采集风机的部件的特征参数；根据采集的特征参数确定处于非失效阶段的部件；确定处于非失效阶段的部件的剩余寿命范围；对处于预定剩余寿命范围的部件进行在线剩余寿命预测。

可选地，所述寿命预测方法还包括：根据采集的特征参数，确定需要进行寿命预测的部件，其中，根据采集的特征参数确定处于非失效阶段的部件的步骤包括：根据采集的特征参数，从需要进行寿命预测的部件之中确定处于非失效阶段的部件。

可选地，确定需要进行寿命预测的部件的步骤包括：根据部件的重要度、易损性、性能衰退过程易检性中的至少一个来确定需要进行寿命预测的部件，其中，重要度表示部件故障时对风机正常工作的影响程度；易损性表示部件发生故障的频率；性能衰退过程易检性表示检测到部件故障的难度。

可选地，所述寿命预测方法还包括：根据采集的特征参数确定处于失效阶段的部件。

可选地，确定处于非失效阶段的部件的剩余寿命范围的步骤包括：利用动态可靠性分析模型来确定处于非失效阶段的部件的剩余寿命范围。

可选地，在确定处于非失效阶段的部件的剩余寿命范围时，利用动态可靠性分析模型建立部件的可靠度和失效率随使用时间的变化动态过程曲线，基于该变化动态过程曲线确定部件的寿命范围，将确定的寿命范围减去部件的使用工时，以计算部件的剩余寿命范围。

可选地，对处于预定剩余寿命范围的部件进行在线剩余寿命预测的步骤包括：利用支持向量机预测模型对处于预定剩余寿命范围的部件进行在线剩余寿命预测。

可选地，针对处于预定剩余寿命范围的部件之中的非间歇性部件，采用最小二乘支持向量机对向量机预测模型建模；针对处于预定剩余寿命范围的部件之中的间歇性工作部件，采用集成最小二乘支持向量机对向量机预测模型建模。

可选地，特征参数包括电气特性参数、机械特性参数和过程参数中的至少一种。

可选地，每次对部件进行剩余寿命预测时，利用包括当前时间的一段时间内采集的部件的特征参数的时间序列作为样本集来训练支持向量机预测模型，以获得部件的特征参数的未来发展趋势，从获得的未来发展趋势提取与部件处于故障状态时的特征参数对应的时间，将该时间减去该部件的使用工时，从而得到该部件的剩余寿命。

可选地，所述寿命预测方法还包括：在部件的剩余寿命小于设备寿命预警阀值并大于设备更换阀值时，向用户发出报警，使用户降低该部件的使用强度；在部件的剩余寿命小于等于设备更换阀值时，向用户发出报警，使用户更换该部件，其中，设备寿命预警阀值大于设备更换阀值。

可选地，通过下列项中的至少一个表示性能衰退过程易检性：风机是否输出用于衡量部件的性能的输出参数、输出参数衡量部件性能的完整性、通过外观观测来判别部件是否发生故障的可行性。

可选地，处于预定剩余寿命范围的部件是指剩余寿命范围的下限小于预定阈值的部件。

根据本发明的另一方面，提供一种风机部件的寿命预测系统，包括：数据采集模块，采集风机的部件的特征参数；生命周期判断模块，根据采集的特征参数确定处于非失效阶段的部件；剩余寿命范围预测模块，确定处于非失效阶段的部件的剩余寿命范围；在线寿命预测模块，对处于预定剩余寿命范围的部件进行在线剩余寿命预测。

可选地，所述寿命预测系统还包括：部件选择模块，根据采集特征参数，确定需要进行寿命预测的部件，其中，生命周期判断模块根据采集的特征参数，从需要进行寿命预测的部件之中确定处于非失效阶段的部件。