[发明专利]一种考虑环境参数修正的风力发电机叶片振动监测及系统

权利要求书

1.一种考虑环境参数修正的风力发电机叶片振动监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在风机叶片上设置双轴加速度传感器，所述双轴加速度传感器距叶根的距离占叶片长度的1/3，利用双轴加速度传感器从风机叶片上采集摆振、挥舞两方向振动数据；

2）在叶片轮毂处安装双轴加速度信号传感器，采集轮毂位置处的振动信号，通过叶片和轮毂处采集的振动信号获得塔筒、传动链的低阶高能固有频率；在风机轮毂处安装WindBVM采集器，采集各传感器信号以及SCADA工况参数，并将综合信号发送至机舱工业级路由器；

3）利用工业级路由器将叶片和轮毂的振动信号、温度信号以及同步采集的SCADA参数通过风场环网传输至诊断中心；

4）诊断中心对存储的叶片、轮毂振动数据进行分析，提取叶片的固有频率，并从中剔除步骤2）中塔筒、传动链引进的固有频率；

5）对步骤4）中得到的叶片固有频率进行基于环境参数的固有频率修正，以及使用工况分割法进行固有频率修正，所述工况分割法，是指将风速、叶片温度、桨距角三种工况参数等间隔划分为三维工况块，当所述叶片振动监测系统部署于一个新风场时，使用自部署之日起两个月的振动数据、SCADA参数参与工况块的训练,将两个月采集的SCADA参数对应的叶片固有频率填入工况子块,训练期结束后，当有新数据采集到达时，若与三维工况块中对应工况的固有频率存在偏差，但是后续采集的新样本又再次回归正常，即这是一种偶发偏差，则将具有上述偶发偏差的样本剔除或者使用工况子块对应固有频率替代该样本的实测固有频率,反之，若后续采集的新样本仍然偏离工况子块中对应的固有频率，并且偏差超过规定阈值，则说明该风机叶片出现了某种不良状态；

7）依据提取的叶片固有频率进行叶片状态监测评估，给出覆冰、损伤的诊断结果。

2.根据权利要求1所述的一种考虑环境参数修正的风力发电机叶片振动监测方法，其特征在于，所述步骤1）中双轴加速度传感器直接粘贴于叶片内部腹板。

3.根据权利要求1所述一种考虑环境参数修正的风力发电机叶片振动监测方法，其特征在于，所述叶片轮毂处安装的所述的双轴加速度传感器带温度测量模块，该温度测量模块可以准确测量叶片温度，以取代SCADA工况参数中的温度数据。

4.根据权利要求1所述的一种考虑环境参数修正的风力发电机叶片振动监测方法，其特征在于，所述的步骤2）中根据桨距角数值来确定后续分析目标数据。

5.一种考虑环境参数修正的风力发电机叶片振动监测系统，包括有叶片，其特征在于，在风机叶片（1）上设置双轴加速度传感器（3），所述双轴加速度传感器距叶根的距离占叶片长度的1/3，轮毂（2）上设有轮毂传感器（4）；双轴加速度传感器、轮毂传感器与设在轮毂上的WindBVM采集器（5）相连；WindBVM采集器通过WIFI与工业级无线AP（6）相连；工业级无线AP（6）与风机主控柜（7）相连；工业级无线AP与交换机（8）相连；交换机通过内网服务器（9）与正向隔离器（10）相连；正向隔离器通过外网服务器（11）与诊断中心（12）相连，所述轮毂传感器通过所述振动信号获得塔筒、传动链的低阶高能固有频率，以通过获取的所述低阶高能固有频率剔除塔筒、传动链固有频率，所述诊断中心对得到的叶片固有频率进行基于环境参数的固有频率修正，以及使用工况分割法进行固有频率修正，所述工况分割法，是指将风速、叶片温度、桨距角三种工况参数等间隔划分为三维工况块，当所述叶片振动监测系统部署于一个新风场时，使用自部署之日起两个月的振动数据、SCADA参数参与工况块的训练,将两个月采集的SCADA参数对应的叶片固有频率填入工况子块,训练期结束后，当有新数据采集到达时，若与三维工况块中对应工况的固有频率存在偏差，但是后续采集的新样本又再次回归正常，即这是一种偶发偏差，则将将具有上述偶发偏差的样本剔除或者使用工况子块对应固有频率替代该样本的实测固有频率,反之，若后续采集的新样本仍然偏离工况子块中对应的固有频率，并且偏差超过规定阈值，则说明该风机叶片出现了某种不良状态。