[发明专利]一种风电机组变桨系统的故障预警方法及系统

说明书

一种风电机组变桨系统的故障预警方法及系统，包括：采集变桨系统正常运行且桨距角发生变化的历史数据，所述历史数据包括变桨系统中每个叶片的桨距角；对所述历史数据进行滤波处理，根据滤波处理前、后的数据偏差确定数据偏差范围；对变桨系统待测数据进行滤波处理，当滤波处理前、后的数据偏差超出所述数据偏差范围，则发出故障预警。本发明能够在变桨系统故障早期，变桨角度未发生明显异常时，针对变桨角度曲线不平滑的情况进行故障预警，发现早期的变桨故障。

技术领域

本发明涉及新能源发电，具体涉及一种风电机组变桨系统的故障预警方法及系统。

背景技术

风电行业的成本主要集中在两个方面，第一是制造、加工和安装成本，第二就是运维成本，日常运维成本大概为风电场总收入的10％-15％，提前发现并预警故障是降低运维成本的重要措施。

变桨系统是组成风电机组的重要部件，作用为通过改变叶片迎风角，控制功率在合理范围内稳定输出。由于风电机组所在地多有突发大风或阵风的情况，加之工作条件恶劣，变桨故障发生频率高，对风机发电量和运维成本均有较大影响。

变桨角度异常是变桨系统故障的重要表现形式，当变桨角度与预设值发生明显偏差，或任意两个或以上叶片运行角度相差值超过稳定运行阈值，都可以触发变桨系统故障报警。然而在变桨系统故障早期，变桨角度未发生明显异常，仅仅由于转矩或控制等问题使变桨角度曲线不平滑，此时需要对数据进行分析以发现早期故障。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种风电机组变桨系统故障预警方法及系统。

本发明提供的技术方案是：一种风电机组变桨系统的故障预警方法，包括：

采集变桨系统正常运行且桨距角发生变化的历史数据，所述历史数据包括变桨系统中每个叶片的桨距角；

对所述历史数据进行滤波处理，根据滤波处理前、后的数据偏差确定数据偏差范围；

对变桨系统待测数据进行滤波处理，当滤波处理前、后的数据偏差超出所述数据偏差范围，则发出故障预警。

优选的，采集的所述历史数据为5-10秒的秒级数据。

优选的，所述根据Savitzky‐Golay滤波器对所述历史数据进行滤波处理，包括：

从所述历史数据中随机选择若干时间段内的数据作为样本数据；

根据预设的循环单边点数集合和多项式阶次集合，每次从单边点数集合和多项式阶次集合中各取一个数值、分别对各时间段的样本数据进行Savitzky-Golay滤波并绘制滤波后的曲线图；

所述曲线图中的曲线最低点对应的参数为拟合单边点数m和多项式阶次n的值。

优选的，根据所述单边点数和多项式阶次，通过下式分别对各时间段的样本数据进行Savitzky-Golay滤波：

y_M＝sgolayfilt(x_M,m,n)

式中：y_M：滤波后的样本数据；M：N段样本数据的数据点个数；sgolayfilt()：对数据进行Savitzky-Golay滤波的函数；x_M：滤波前的样本数据；N：数据样本的数量。

优选的，通过下式确定所述滤波处理前、后的数据偏差确定数据偏差范围：

E_alarm＝[-E_mean-5*E_std,E_mean+5*E_std]