[发明专利]一种风电机组运行状态监测方法

权利要求书

1.一种风电机组运行状态监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取风电机组历史运行的传感器数据，所述传感器数据包括风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号、应变信号和振动信号；

根据风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号、应变信号和振动信号分别构建风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型和转速、功率、应变、振动频谱监测模型；

采集风电机组的实时运行数据，将所述风电机组的实时运行数据分别与所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型、转速、功率、应变、振动频谱监测模型进行对比，确定所述风电机组的当前运行状态；

所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型还用于对气动阻尼进行监测，具体包括：

利用实时采集风电机组的转速和风速，计算风电机组的叶尖速比；

根据计算的风电机组的叶尖速比评估叶片失速状态；

根据叶片失速状态系数和实时采集风速计算当前状态的气动阻尼；

根据当前状态的气动阻尼与所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型中的标准气动阻尼进行对比，对风电机组的振动损伤进行评估；

所述转速、功率、应变、振动频谱监测模型还用于调节机组载荷和功率，具体包括：

步骤1：对风电机组的转速、功率、应变和振动信号进行实时采集，并将采集到的转速、功率、应变和振动信号进行第一次频谱转化；

步骤2：将第一次频谱转化的结果输入至转速、功率、应变、振动频谱监测模型，根据监测结果调整风轮中至少一个叶片的变桨角；

步骤3：对调整后的风电机组的转速、功率、应变和振动信号进行实时采集，并将采集到的转速、功率、应变和振动信号进行第二次频谱转化；

步骤4：将第二次频谱转化的结果与第一次频谱转化的结果进行比较，如果频谱密度降低、功率增加，则转向步骤5，否则，转向步骤2；

步骤5：继续调整风轮中至少一个叶片的变桨角；

步骤6：对调整后的风电机组的转速、功率、应变和振动信号进行实时采集，并将采集到的转速、功率、应变和振动信号进行若干次频谱转化；

步骤7：将若干次频谱转化的结果与第二次频谱转化的结果进行比较，如果频谱密度降低、功率增加，则转向步骤8，否则，转向步骤5；

步骤8：监测结束。

2.根据权利要求1所述的风电机组运行状态监测方法，其特征在于，所述构建风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型，具体包括：

利用最小二乘线性拟合法，将风电机组的转速、风速、变桨角、功率进行拟合，生成转速、风速、变桨角、功率相关的若干曲线；

根据生成转速、风速、变桨角、功率相关的若干曲线建立风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型。

3.根据权利要求1所述的风电机组运行状态监测方法，其特征在于，建构所述转速、功率、应变、振动频谱监测模型，具体包括：

根据所述风电机组的转速信号、功率信号、应变信号和振动信号随时间的变化分别绘制出风电机组的转速时序图、功率时序图、应变时序图和振动时序图；

将所述风电机组的转速时序图、功率时序图、应变时序图和振动时序图分别经过傅里叶变换后得到转速频谱图、功率频谱图、应变频谱图和振动频谱图；

根据所述转速频谱图、功率频谱图、应变频谱图和振动频谱图建立转速、功率、应变、振动频谱监测模型。

4.根据权利要求1所述的风电机组运行状态监测方法，其特征在于，所述采集风电机组的实时运行数据，将所述风电机组的实时运行数据分别与所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型、转速、功率、应变、振动频谱监测模型进行对比，确定所述风电机组的当前运行状态，具体包括：

利用传感器实时采集风电机组的风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号、应变信号和振动信号；

将实时采集的所述风速信号、转速信号、变桨角信号、功率信号与所述风速、转速、变桨角、功率匹配性监测模型的标准风速、转速、变桨角、功率进行对比和将所述实时采集的转速信号、功率信号、应变信号、振动信号经过频谱分析后与所述转速、功率、应变、振动频谱监测模型的标准转速频谱图、功率频谱图、应变频谱图和振动频谱图进行对比，对所述风电机组进行提示、报警或停机检查。