[发明专利]基于自适应观测器的风力发电机故障诊断与隔离方法

权利要求书

1.一种基于自适应观测器的风力发电机故障诊断与隔离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立风机基准系统，将风机基准系统分为八种基本故障；

步骤2：对风机基准系统进行建模仿真，为满足物理冗余度的要求，转子转速，发电机转速以及每个叶片俯仰角三部分分别使用两个传感器进行测量，所述传感器包括：传感器1、传感器2；发电机转矩使用一个传感器进行测量，分别记录传感器得到的实际测量值；

步骤3：将步骤2中风机基准模型仿真后得到的值传到设计的自适应观测器中，将自适应观测器求得估计值与传感器中测量值进行比较，得到残差信号的值，将残差信号的值和阈值进行对比，判断某时间段内是否有故障产生及产生的具体部位。

2.如权利要求1所述的基于自适应观测器的风力发电机故障诊断与隔离方法，其特征在于，步骤1所述的风机基准系统包括变桨系统、传动系统、发电机与变频器系统、控制器；

控制器通过使用叶片俯仰角参照β_r来控制变桨系统，通过使用发电机转矩参照τ_g,r来控制发电机与变频器系统；

Vw表示风速，Vw穿过变桨系统，变桨系统的叶片转动转子产生转子转矩τ_r，并传递到传动系统，发电机与变频器系统使用发电机转矩参照τ_g,r得到发电机转矩τ_g，传动系统将转子转矩τ_r和发电机与变频器系统产生的发电机转矩τ_g转换为转子转速ω_r和发电机转速ω_g；发电机与变频器系统通过发电机转矩参照τ_g,r结合发电机转速ω_g得到功率P_g，ω_r,m表示转子转速传感器测量值、ω_g,m表示发电机转速传感器测量值、τ_g,m表示发电机转矩测量值，β_m表示俯仰角测量值，同时为了满足物理冗余度要求，ω_r,m,ω_g,m,β_m分别使用两个传感器进行测量，τ_g,m使用一个传感器进行测量；并将测量值传递给控制器。

3.如权利要求2所述的基于自适应观测器的风力发电机故障诊断与隔离方法，其特征在于，步骤1所述风机基准模型的八种基本故障为：

故障一：2000-2100s时，叶片1传感器1上俯仰角测量值β_1,m1产生值为5°的固定值故障；

故障二：2300-2400s时，叶片2传感器2上俯仰角测量值β_2,m2产生值为1.2的增益因子故障；

故障三：2600-2700s时，叶片3传感器1上俯仰角测量值β_3,m1产生值为10°的固定值故障；

故障四：1500-1600s时，转子转速传感器1ω_r,m1产生值为1.4rad/s的固定值故障；

故障五：1000-1100s时，转子转速传感器2ω_r,m2和发电机转速传感器1ω_g,m1产生值为1.1和0.9的增益因子故障；

故障六：2900-3000s时，由于油中空气含量过高引起的制动器故障；

故障七：3500-3600s时，由于低压引起的制动器故障；

故障八：3800-3900s时，由转换器转矩控制中偏移导致的制动器故障。