一种风力发电机的故障判断方法与流程

1.本发明属于风力发电机的技术领域，尤其涉及一种风力发电机的故障判断方法。


背景技术：

2.风力发电机(以下简称风机)是风电企业生产的基本单位，风机只能在有风的区域建设风力发电机，高空风的风向和风速多变，这使得风力发电机组长期处于变负荷运行工况下。在风比较大的区域，风机的工作环境更为恶劣。在如此不利的工况下，风力发电机组故障的发生几率会变大；伴随着风机运行时间的增加，运行过程中产生的故障会日益增多；由于风能行业的固有特点，风机在风场中分布范围是十分广泛的，而且正常运行情况下是无人现场值守，及时准确判断风机故障是风电企业运营的刚性需求。
3.现有的风机故障判断方法是根据风机有功功率、转速和风机plc报出的故障状态综合判断风机故障，并根据故障状态的持续时间和风机实时状态，判断出需要去现场处理的故障。plc故障状态在每个机型之间不是通用的；风机的型号种类越来越多，各个机型之间没有统一的故障判断规则，导致判断结果跟风机实际状态偏差比较大,会有部分大风不发电的风机判断不出来。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种根据大风不发电的持续时间和实时状态的风力发电机的故障判断方法
5.本发明提供一种风力发电机的故障判断方法，包括如下步骤：
6.s1：检测风力发电机的实时数据；
7.s2：当风力发电机组在待机状态下，此时风力发电机的有功功率小于等于0；
8.s3：接着确认风速大于130％的风力发电机的切入风速；
9.s4：接着确认风速处于不大于15m/s的状态下；
10.s5：确认步骤s2至s4持续16分钟及以上；
11.s6：如果持续16分钟以上，则确认风力发电机存在故障并需要现场处理。
12.进一步地，步骤s1中，采用检测设备对风力发电机的实时数据进行检测，检测设备内置于风力发电机或外置于风力发电机外。
13.进一步地，当风力发电机处于待机状态时，风力发电机的状态标准化为“运行”、“待机”、“故障”、“检修”、“限电”、“离线”6种状态。
14.进一步地，步骤s2至s5持续16分钟及以上时，风力发电机“待机”状态下部分情况下是会转入“离线”状态的，进入“离线”状态的条件是实时数据15分钟数据没有变化。
15.进一步地，风力发电机内设有多个叶片，多个叶片排列呈圆形；当风力发电机的发电风吹过来，发电风吹到风力发电机的叶片上且多个叶片旋转的整个圆面上；叶片旋转起来后：多个叶片的角速度相同，每个叶片半径处，其线速度是不同的，半径越远处线速度就越高。
16.本发明根据风力发电机的有功功率、风速和切入风速综合判断出风力发电机在大风不发电的故障，并根据大风不发电的持续时间和实时状态，判断出需要去现场处理的故障；本发明适合所有风力发电机。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
18.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
19.下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
20.图1和为本发明风力发电机的故障判断方法的流程图。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.本发明公开一种风力发电机的故障判断方法，如图1所示，图1中的“风机”为“风力发电机”的简称，包括如下步骤：
23.s1：检测风力发电机的实时数据；
24.s2：当风力发电机在待机状态下，此时风力发电机的有功功率小于等于0；
25.s3：接着确认风速大于130％的风力发电机的切入风速；
26.s4：接着确认风速处于不大于15m/s的状态下；
27.s5：确认步骤s2至s4持续16分钟及以上；
28.s6：如果持续16分钟以上，则确认风力发电机存在故障并需要现场处理。
29.步骤s1中，采用检测设备(内置或外置)对风力发电机的实时数据进行检测，检测设备内置于风力发电机或外置于风力发电机外。
30.对于步骤s2，光伏逆变器的有功功率小于等于0，为什么会出现功率≤0，对于光伏逆变器的有功功率小于等于0，如有甲、乙两台发电机并联运行，正常情况下每台发电机都在向电网发出功率，功率表指示的也是正功率。当甲发电机的电压调节器出现故障，不仅不发电，而且它的绕组成为乙发电机的负载，这种现象称为倒灌，此时甲发电机的功率表呈现负值即逆功率。
31.对于并网型风力发电机组运行时可能会出现负功率，一般情况下发生在风速处于启动风速附近的时候，由于此时风机输出功率非常小，当风速突然变低或风向改变时，机组并不会马上停止运行，会偏航或持续运行一段时间，这种时候就经常会出现负功率现象，如果风速低于低风切出风速、负功率超限或超过规定时间风电机组则会切出运行，进入等风
状态。
32.对于步骤s3，切入风速：指风力发电机组开始并网发电的最低风速，风速》130％的切入风速，说明风力发电机正处于可发电的风速环境下，根据步骤s2至s4区分出应发电未发电的发电机组。
33.风力发电机工作时，检测设备对风力发电机的实时数据进行检测，当检测设备监测到风力发电机处于待机状态时，此时风力发电机的有功功率(有功功率为风力发电机运行时的功率)处于小于零的状态下，则继续检测风速处于大于130％的风力发电机的切入风速，接着确认风速处于不大于15m/s的状态下，确认上述条件持续16分钟以上，则确认风力发电机存在故障并需要现场处理。
34.当风力发电机处于待机状态时，将风力发电机的状态标准化为“运行”、“待机”、“故障”、“检修”、“限电”、“离线”6种状态，故障，待机是风机未发电状态。
35.对于风速不大于15m/s，风速在15m/s以上属于7级以上大风。
36.风力发电机内设有多个叶片，多个叶片排列呈圆形。
37.风力发电机的发电风吹过来，发电风均匀的全部吹到风力发电机的叶片上且叶片旋转的整个圆面上，叶片旋转起来后，尽管叶片的角速度相同，可是各个叶片半径处，得到的线速度是不同的，半径越远处线速度就越高。那么，靠近风力发电机的轴心处转的线速度很慢，而风力发电机的中心处风力与半径远处是一样的大，这样就相对外圈扭力方向产生了反向的阻力。特别是大风情况下，风速很快，叶片旋转也跟着快，这时这个反向阻力非常明显，在靠近中心三分之一处的叶片半径开始内外震荡，震荡猛烈程度也随风力的加大而加剧。为防止风叶在前后震荡和内外震荡下出现断裂的情况，部分风机在大风情况下也会存在“待机”的情况，所以判断风机故障排除了这部分风机。
38.以上条件持续16分钟：风力发电机“待机”状态下部分情况下是会转入“离线”状态的，进入“离线”状态的条件是实时数据15分钟数据没有变化，为了不影响原有的判断规则，将应发电未发电的“故障”增加了16分钟的延时。
39.本发明根据风力发电机的有功功率、风速和切入风速综合判断出风力发电机在大风不发电的故障，并根据大风不发电的持续时间和实时状态，判断出需要去现场处理的故障；本发明适合所有风力发电机。
40.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种风力发电机的故障判断方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：检测风力发电机的实时数据；s2：当风力发电机组在待机状态下，此时风力发电机的有功功率小于等于0；s3：接着确认风速大于130％的风力发电机的切入风速；s4：接着确认风速处于不大于15m/s的状态下；s5：确认步骤s2至s4持续16分钟及以上；s6：如果持续16分钟以上，则确认风力发电机存在故障并需要现场处理。2.根据权利要求1所述的风力发电机的故障判断方法，其特征在于，步骤s1中，采用检测设备对风力发电机的实时数据进行检测，检测设备内置于风力发电机或外置于风力发电机外。3.根据权利要求1所述的风力发电机的故障判断方法，其特征在于，当风力发电机处于待机状态时，风力发电机的状态标准化为“运行”、“待机”、“故障”、“检修”、“限电”、“离线”6种状态。4.根据权利要求1所述的风力发电机的故障判断方法，其特征在于，步骤s2至s5持续16分钟及以上时，风力发电机“待机”状态下部分情况下是会转入“离线”状态的，进入“离线”状态的条件是实时数据15分钟数据没有变化。5.根据权利要求1所述的风力发电机的故障判断方法，其特征在于，风力发电机内设有多个叶片，多个叶片排列呈圆形；当风力发电机的发电风吹过来，发电风吹到风力发电机的叶片上且多个叶片旋转的整个圆面上；叶片旋转起来后：多个叶片的角速度相同，每个叶片半径处，其线速度是不同的，半径越远处线速度就越高。

技术总结
本发明提供一种风力发电机的故障判断方法，包括如下步骤：S1：检测风力发电机的实时数据；S2：当风力发电机组在待机状态下，此时风力发电机的有功功率小于等于0；S3：接着确认风速大于130％的风力发电机的切入风速；S4：接着确认风速处于不大于15m/s的状态下；S5：确认步骤S2至S4持续16分钟及以上；S6：如果持续16分钟以上，则确认风力发电机存在故障并需要现场处理。本发明根据风力发电机的有功功率、风速和切入风速综合判断出风力发电机在大风不发电的故障，并根据大风不发电的持续时间和实时状态，判断出需要去现场处理的故障；本发明适合所有风力发电机。所有风力发电机。所有风力发电机。


技术研发人员：付壮壮 曾凡春 张澈 王军 陈岩磊 曹利蒲
受保护的技术使用者：北京华能新锐控制技术有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/6/26