專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)裝置，特別是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)國(guó)家《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》草案，2020年我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量將達(dá)1. 5億千瓦，是2007年發(fā)布的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》目標(biāo)的5倍。根據(jù)規(guī)劃，我國(guó)將在甘肅、新疆、河北、吉林、內(nèi)蒙古、江蘇和山東七個(gè)省區(qū)打造8個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地。甘肅酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地建設(shè)規(guī)劃總裝機(jī)容量為3565萬(wàn)千瓦；新疆哈密規(guī)劃2000萬(wàn)千瓦； 內(nèi)蒙古規(guī)劃建設(shè)5000萬(wàn)千瓦，其中蒙西2000萬(wàn)千瓦，蒙東3000萬(wàn)千瓦；河北規(guī)劃在沿海和北部地區(qū)共建設(shè)1000萬(wàn)千瓦；江蘇規(guī)劃建設(shè)1000萬(wàn)千瓦，其中近海700萬(wàn)千瓦；吉林西部地區(qū)，主要在松源和白城等市，規(guī)劃到2020年達(dá)到2300萬(wàn)千瓦。截至2009年底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量已達(dá)2500萬(wàn)千瓦，躍居全球第二位。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，但在初級(jí)階段面臨故障多發(fā)的挑戰(zhàn)。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)期待從粗放經(jīng)營(yíng)向集約經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變，不僅需要提高裝機(jī)容量，更需實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。而風(fēng)機(jī)故障多發(fā)卻成了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的攔路虎，甚至有某風(fēng)場(chǎng)數(shù)十臺(tái)風(fēng)機(jī)安裝數(shù)年來(lái)因故障而從未發(fā)電的報(bào)告。更多的情況是風(fēng)機(jī)可靠性較低，而又缺乏故障預(yù)警功能，以致較小的故障未能發(fā)現(xiàn)、維修而發(fā)展成重大的安全和設(shè)備事故，不僅造成停機(jī)損失，而且維修費(fèi)用急劇上升，甚至可能超過(guò)其產(chǎn)出費(fèi)用。因此，國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了某風(fēng)機(jī)制造商因保修其故障多發(fā)的產(chǎn)品導(dǎo)致企業(yè)入不敷出而破產(chǎn)的報(bào)道。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)必須走出此類窘境。健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)脫離上述窘境提供了技術(shù)條件。健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基本宗旨是及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，告警提示維修。它雖然不能防止故障發(fā)生，但能防患于未然。健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)不間斷地為風(fēng)電設(shè)備進(jìn)行健康體檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情并指導(dǎo)及時(shí)治療，能夠防止小疾發(fā)展為大病，以較小的代價(jià)恢復(fù)健康，從而保持健康和延長(zhǎng)壽命，發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效大型設(shè)備結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)目前主要應(yīng)用在航空、航天、橋梁、建筑等領(lǐng)域， 普遍通過(guò)預(yù)埋多自由度傳感器的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)加速度等信號(hào)，采用模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，通過(guò)識(shí)別頻率和阻尼等結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，診斷健康狀態(tài)，為結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)屬于重大創(chuàng)新研究?jī)?nèi)容?，F(xiàn)有的所謂健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，絕大部分都是基于風(fēng)機(jī)振動(dòng)物理量，監(jiān)測(cè)手法單一，并且監(jiān)測(cè)精度較低，往往只能作為人工監(jiān)測(cè)的輔助裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)的方法。為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其包括信號(hào)采集模塊，所述信號(hào)采集模塊包括設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組數(shù)個(gè)部件上采集各部件的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)傳感器；設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組部件上采集各部件的溫度信號(hào)的溫度傳感器； 設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組油箱處采集油質(zhì)信號(hào)的油質(zhì)傳感器；設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組部件附近采集各部件音頻信號(hào)的音頻傳感器；設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組葉片上采集葉片應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)的應(yīng)力應(yīng)變傳感器；用于接收風(fēng)電機(jī)組基本信息的風(fēng)電機(jī)組基本信息采集模塊；信號(hào)預(yù)處理模塊，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值，對(duì)信號(hào)采集模塊采集的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理 對(duì)振動(dòng)信號(hào)、音頻信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣電流信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；對(duì)溫度信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、 應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣功率信號(hào)進(jìn)行閾值比較，若信號(hào)超過(guò)設(shè)定閾值范圍，則通過(guò)健康狀態(tài)信息輸出模塊直接向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息，或者根據(jù)控制要求直接采取退出發(fā)電運(yùn)行等動(dòng)作；數(shù)據(jù)融合模塊，提取數(shù)據(jù)征兆信息，在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)煜到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶；健康狀態(tài)信息輸出模塊，根據(jù)信號(hào)預(yù)處理模塊和數(shù)據(jù)融合模塊提供的信息向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)輸出相應(yīng)監(jiān)測(cè)信息。所述信號(hào)采集模塊中振動(dòng)傳感器包括安裝在風(fēng)電機(jī)組葉片、主軸和塔架或者塔筒上，分別采集安裝位置振動(dòng)信號(hào)的低頻振動(dòng)傳感器；安裝在轉(zhuǎn)子軸上采集轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)的中頻傳感器；安裝在風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)和齒輪箱上，分別采集安裝位置振動(dòng)信號(hào)的高頻傳感器。所述信號(hào)采集模塊中溫度傳感器安裝在齒輪箱軸承、齒輪箱油箱、發(fā)電機(jī)軸承、發(fā)電機(jī)繞組、電抗器、電容器、IGBT、整流器、控制柜或者塔基控制柜風(fēng)出口處，用于采集各安裝位置的溫度信號(hào)。所述信號(hào)預(yù)處理模塊中對(duì)電流功率信號(hào)采用離散小波去除信號(hào)噪聲，再通過(guò)連續(xù)小波提取信號(hào)特征頻率。在所述專家?guī)煜到y(tǒng)中設(shè)置有自學(xué)習(xí)模塊，健康狀態(tài)診斷決策經(jīng)自學(xué)習(xí)模塊反饋給專家?guī)欤?duì)相應(yīng)的置信度因子進(jìn)行修改，更新專家?guī)?；自學(xué)習(xí)模塊能根據(jù)專家?guī)熘械男畔⒑陀脩魧?duì)系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果的處理情況進(jìn)行推理，以獲得新信息，總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)，不斷擴(kuò)充專家?guī)?，?shí)現(xiàn)專家?guī)煜到y(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能，從而提高診斷決策精度。本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟1)采集風(fēng)電機(jī)組各部件信號(hào)，包括振動(dòng)信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、溫度信號(hào)、音頻信號(hào)、應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和當(dāng)前氣象狀態(tài)基本信息；2)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，包括對(duì)振動(dòng)信號(hào)、音頻信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣電流信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；對(duì)溫度信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣功率信號(hào)進(jìn)行閾值比較，若信號(hào)超過(guò)設(shè)定閾值范圍，則通過(guò)健康狀態(tài)信息輸出模塊直接向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息，或者根據(jù)控制要求直接采取退出發(fā)電運(yùn)行等動(dòng)作；3)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，提取數(shù)據(jù)征兆信息，在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械臄?shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶；4)根據(jù)報(bào)警信息或健康狀態(tài)診斷決策信息做出相應(yīng)的動(dòng)作。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置和方法，由于采用多種傳感器采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)信息，通過(guò)閾值控制和數(shù)據(jù)融合，能夠提前判斷故障可能發(fā)生的部件，保證了風(fēng)電機(jī)組健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷決策的可靠性和準(zhǔn)確性，為風(fēng)電機(jī)組健康運(yùn)行提供了充分的安全保障。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法流程圖；圖3為故障電流信號(hào)頻譜圖。
具體實(shí)施例方式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，如圖1所示，包括信號(hào)采集模塊，包括振動(dòng)傳感器1 Ii1，設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組數(shù)個(gè)部件上以采集各部件的振動(dòng)信號(hào)；溫度傳感器1 n2，設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組數(shù)個(gè)部件上以采集各部件的溫度信號(hào)； 油質(zhì)傳感器1 n3，設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組油箱處以采集油質(zhì)信號(hào)；音頻傳感器1 n4，設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組數(shù)個(gè)部件附近以采集各部件的音頻信號(hào)；應(yīng)力應(yīng)變傳感器1 n5，設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組葉片上以采集葉片應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)；風(fēng)電機(jī)組基本信息采集模塊，用于接收風(fēng)電機(jī)組環(huán)境信息和電氣信息。信號(hào)預(yù)處理模塊，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值，對(duì)信號(hào)采集模塊采集的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理 對(duì)振動(dòng)信號(hào)、音頻信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣電流信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；對(duì)溫度信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、 應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣功率信號(hào)進(jìn)行閾值比較，如信號(hào)超過(guò)設(shè)定閾值范圍，則通過(guò)健康狀態(tài)信息輸出模塊直接向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息，也可根據(jù)控制要求直接采取退出發(fā)電運(yùn)行等動(dòng)作。數(shù)據(jù)融合模塊，提取數(shù)據(jù)征兆信息，在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械臄?shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶。在專家?guī)煜到y(tǒng)中加入自學(xué)習(xí)模塊，健康狀態(tài)診斷決策、經(jīng)自學(xué)習(xí)模塊反饋給專家?guī)欤?duì)相應(yīng)的置信度因子進(jìn)行修改，更新專家?guī)?。同時(shí)，自學(xué)習(xí)模塊能根據(jù)專家?guī)熘械男畔⒑陀脩魧?duì)系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果的處理情況進(jìn)行推理，以獲得新信息，總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)，不斷擴(kuò)充專家?guī)?，?shí)現(xiàn)專家?guī)煜到y(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能，從而提高診斷決策精度。健康狀態(tài)信息輸出模塊，根據(jù)信號(hào)預(yù)處理模塊和數(shù)據(jù)融合模塊提供的信息向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)輸出相應(yīng)監(jiān)測(cè)信息，包括報(bào)警信號(hào)和健康狀態(tài)診斷決策。所述信號(hào)采集模塊中振動(dòng)傳感器包括低頻振動(dòng)傳感器，安裝在風(fēng)電機(jī)組葉片、主軸和塔架或者塔筒上，分別采集安裝位置的振動(dòng)信號(hào)；中頻傳感器，安裝在轉(zhuǎn)子軸上，采集轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)；高頻傳感器，安裝在風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)上和齒輪箱上，分別采集安裝位置的振動(dòng)信號(hào)。所述信號(hào)采集模塊中溫度傳感器安裝在齒輪箱軸承、齒輪箱油箱、發(fā)電機(jī)軸承、發(fā)電機(jī)繞組、電抗器、電容器、IGBT、整流器、控制柜、塔基控制柜風(fēng)出口等處，采集各安裝位置的溫度信號(hào)。所述信號(hào)采集模塊中風(fēng)電機(jī)組基本信息采集模塊采集的風(fēng)電機(jī)組基本信息包括環(huán)境風(fēng)速、環(huán)境溫度、相電壓、相電流、無(wú)功功率、有功功率和電網(wǎng)頻率。所述信號(hào)預(yù)處理模塊中對(duì)電流功率信號(hào)可采用離散小波去除信號(hào)噪聲，再通過(guò)連續(xù)小波提取信號(hào)特征頻率。本發(fā)明還提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法，如圖2所示包括以下步驟采集風(fēng)電機(jī)組各所述部件信號(hào)，包括振動(dòng)信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、溫度信號(hào)、音頻信號(hào)、應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組基本信息。對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，包括對(duì)振動(dòng)信號(hào)、音頻信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣電流信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；對(duì)溫度信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣功率信號(hào)進(jìn)行閾值比較，如信號(hào)超過(guò)設(shè)定閾值范圍，則通過(guò)健康狀態(tài)信息輸出模塊直接向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息，也可根據(jù)控制要求直接采取退出發(fā)電運(yùn)行等動(dòng)作。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，提取數(shù)據(jù)征兆信息，在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械臄?shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶。根據(jù)所述的報(bào)警信息或健康狀態(tài)診斷決策信息做出相應(yīng)的動(dòng)作。例如1臺(tái)IOkW風(fēng)力發(fā)電機(jī)，通過(guò)在轉(zhuǎn)子附加一定質(zhì)量物體來(lái)模擬機(jī)械擾動(dòng)或者故障，具體為在0-120秒正常運(yùn)行，在第121秒開(kāi)始，在其W2kg的轉(zhuǎn)子上附加一 Ikg附加物(大約為0. 3%，造成的平衡質(zhì)量等級(jí)為G7. 8，小于IS01940-1 :2003規(guī)定的低速風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸平衡等級(jí)G16)持續(xù)120秒。當(dāng)前風(fēng)速8米/秒，輸出有功功率3kW，轉(zhuǎn)子主軸振動(dòng)信號(hào)閾值設(shè)定為
毫米/秒。信號(hào)預(yù)處理通過(guò)，進(jìn)入數(shù)據(jù)融合模塊。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，頻譜分析結(jié)果如圖3所示。 縱坐標(biāo)表示機(jī)械擾動(dòng)后信號(hào)的頻譜能量。由圖3可以明顯看出，頻譜在121秒發(fā)生跳變，在 121 240秒間異常，通過(guò)對(duì)比相同工況下專家?guī)祛l譜(即圖中0 60秒頻譜)，發(fā)現(xiàn)出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子異常。采集的振動(dòng)信號(hào)為，0 120秒為0. 05 0. 07毫米/秒(有波動(dòng))，121 240秒為0. 34 0. 38毫米/秒(有波動(dòng))，信號(hào)均在閾值范圍內(nèi)。調(diào)用專家?guī)煜嚓P(guān)信息，在環(huán)境風(fēng)速8米/秒，輸出有功功率3kW工況下，專家?guī)煺駝?dòng)信息為
毫米/秒，采集到的121 240秒信息波動(dòng)范圍超出專家?guī)扉撝怠?對(duì)振動(dòng)信號(hào)和電氣信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得出診斷結(jié)果即轉(zhuǎn)子軸故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并輸出健康狀態(tài)診斷決策。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括信號(hào)采集模塊，所述信號(hào)采集模塊包括設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組數(shù)個(gè)部件上采集各部件的振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)傳感器；設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組部件上采集各部件的溫度信號(hào)的溫度傳感器；設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組油箱處采集油質(zhì)信號(hào)的油質(zhì)傳感器；設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組部件附近采集各部件音頻信號(hào)的音頻傳感器；設(shè)置在風(fēng)電機(jī)組葉片上采集葉片應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)的應(yīng)力應(yīng)變傳感器；用于接收風(fēng)電機(jī)組基本信息的風(fēng)電機(jī)組基本信息采集模塊；信號(hào)預(yù)處理模塊，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值，對(duì)信號(hào)采集模塊采集的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理對(duì)振動(dòng)信號(hào)、音頻信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣電流信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；對(duì)溫度信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣功率信號(hào)進(jìn)行閾值比較，若信號(hào)超過(guò)設(shè)定閾值范圍，則通過(guò)健康狀態(tài)信息輸出模塊直接向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息，或者根據(jù)控制要求直接采取退出發(fā)電運(yùn)行等動(dòng)作；數(shù)據(jù)融合模塊，提取數(shù)據(jù)征兆信息，在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)煜到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶；健康狀態(tài)信息輸出模塊，根據(jù)信號(hào)預(yù)處理模塊和數(shù)據(jù)融合模塊提供的信息向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)輸出相應(yīng)監(jiān)測(cè)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)采集模塊中振動(dòng)傳感器包括安裝在風(fēng)電機(jī)組葉片、主軸和塔架或者塔筒上，分別采集安裝位置振動(dòng)信號(hào)的低頻振動(dòng)傳感器；安裝在轉(zhuǎn)子軸上采集轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)的中頻傳感器； 安裝在風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)和齒輪箱上，分別采集安裝位置振動(dòng)信號(hào)的高頻傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)采集模塊中溫度傳感器安裝在齒輪箱軸承、齒輪箱油箱、發(fā)電機(jī)軸承、發(fā)電機(jī)繞組、 電抗器、電容器、IGBT、整流器、控制柜或者塔基控制柜風(fēng)出口處，用于采集各安裝位置的溫度信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)預(yù)處理模塊中對(duì)電流功率信號(hào)采用離散小波去除信號(hào)噪聲，再通過(guò)連續(xù)小波提取信號(hào)特征頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在所述專家?guī)煜到y(tǒng)中設(shè)置有自學(xué)習(xí)模塊，健康狀態(tài)診斷決策經(jīng)自學(xué)習(xí)模塊反饋給專家?guī)?，并?duì)相應(yīng)的置信度因子進(jìn)行修改，更新專家?guī)?；自學(xué)習(xí)模塊能根據(jù)專家?guī)熘械男畔⒑陀脩魧?duì)系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果的處理情況進(jìn)行推理，以獲得新信息，總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)，不斷擴(kuò)充專家?guī)?，?shí)現(xiàn)專家?guī)煜到y(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能。
6.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟1)采集風(fēng)電機(jī)組各部件信號(hào)，包括振動(dòng)信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、溫度信號(hào)、音頻信號(hào)、應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和當(dāng)前氣象狀態(tài)基本信息；2)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，包括對(duì)振動(dòng)信號(hào)、音頻信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣電流信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；對(duì)溫度信號(hào)、油質(zhì)信號(hào)、應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)和風(fēng)電機(jī)組電氣功率信號(hào)進(jìn)行閾值比較，若信號(hào)超過(guò)設(shè)定閾值范圍，則通過(guò)健康狀態(tài)信息輸出模塊直接向人工監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息，或者根據(jù)控制要求直接采取退出發(fā)電運(yùn)行等動(dòng)作；3)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，提取數(shù)據(jù)征兆信息，在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械臄?shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶； 4)根據(jù)報(bào)警信息或健康狀態(tài)診斷決策信息做出相應(yīng)的動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置和監(jiān)測(cè)方法，本發(fā)明監(jiān)測(cè)裝置包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊和健康狀態(tài)信息輸出模塊。首先采集風(fēng)電機(jī)組各部件信號(hào)，對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，以及對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，提取數(shù)據(jù)征兆信息；在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械臄?shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶；根據(jù)所述的報(bào)警信息或健康狀態(tài)診斷決策信息做出相應(yīng)的動(dòng)作；本發(fā)明采用多種傳感器采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)信息，通過(guò)閾值控制和數(shù)據(jù)融合，提前判斷可能發(fā)生故障的部件，保證了風(fēng)電機(jī)組健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷決策的可靠性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)F03D7/00GK102434388SQ20111036693
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者湯奕, 王 琦, 高丙團(tuán) 申請(qǐng)人:高丙團(tuán)