一种风力发电机的振动状态监测装置及方法与流程
未命名
07-06
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1.本技术涉及发电机振动检测技术领域,更具体地,涉及一种风力发电机的振动状态监测装置及方法。
背景技术:
2.风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
3.风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发电机。
4.风力发电机的振动问题是目前设备运行时存在的主要问题,现有技术中,往往通过振动数据来分析或检测发电机是否存在振动问题,振动数据比如振幅、相位、频率等。但是,仅仅通过振动数据来分析振动问题,并不精准,因为风力发电机的振动问题不仅仅与振动数据关联,且与运行参数息息相关。仅仅考虑振动数据,导致检测的精度较低,经常出现误报或错报等情况。
5.因此,如何提高风力发电机振动检测的准确性,是目前有待解决的技术问题。
技术实现要素:
6.本发明提供一种风力发电机的振动状态监测装置,用以解决现有技术中风力发电机检测精度差的技术问题。所述装置包括:
7.获取模块,用于获取温度参数、转速参数和振动参数;
8.评分模块,用于根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;
9.结果模块,用于根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。
10.本技术一些实施例中,所述评分模块包括第一评分模块,所述第一评分模块用于:
11.温度参数包括齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度和机舱温度,根据齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度、机舱温度和第一预设评分准则得到对应的第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数和第五温度分数,根据第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数、第五温度分数和第一预设权重得到温度分数;
12.第一预设评分准则为:
13.设定齿轮箱油温为a,预设齿轮箱油温数组a0(a1,a2,a3,a4,a5),其中,第一预设齿轮箱油温为a1,第二预设齿轮箱油温为a2,第三预设齿轮箱油温为a3,第四预设齿轮箱油
温为a4,第五预设齿轮箱油温为a5,且a1<a2<a3<a4<a5;
14.预设第一温度分数数组q01(q11,q12,q13,q14,q15),其中,第一预设第一温度分数为q11,第二预设第一温度分数为q12,第三预设第一温度分数为q13,第四预设第一温度分数为q14,第五预设第一温度分数为q15,且q11<q12<q13,q13>q14>q15;
15.根据齿轮箱油温与各个预设齿轮箱油温之间的关系,确定第一温度分数;
16.若a<a1,确定第一预设第一温度分数q11作为第一温度分数;
17.若a1≤a<a2,确定第二预设第一温度分数q12作为第一温度分数;
18.若a2≤a<a3,确定第三预设第一温度分数q13作为第一温度分数;
19.若a3≤a<a4,确定第四预设第一温度分数q14作为第一温度分数;
20.若a4≤a<a5,确定第五预设第一温度分数q15作为第一温度分数;
21.设定主轴承温度为b,预设主轴承温度数组b0(b1,b2,b3,b4,b5),其中,第一预设主轴承温度为b1,第二预设主轴承温度为b2,第三预设主轴承温度为b3,第四预设主轴承温度为b4,第五预设主轴承温度为b5,且b1<b2<b3<b4<b5;
22.预设第二温度分数数组q02(q21,q22,q23,q24,q25),其中,第一预设第二温度分数为q21,第二预设第二温度分数为q22,第三预设第二温度分数为q23,第四预设第二温度分数为q24,第五预设第二温度分数为q25,且q21<q22<q23,q23>q24>q25;
23.根据主轴承温度与各个预设主轴承温度之间的关系,确定第二温度分数;
24.若b<b1,确定第一预设第二温度分数q21作为第二温度分数;
25.若b1≤b<b2,确定第二预设第二温度分数q22作为第二温度分数;
26.若b2≤b<b3,确定第三预设第二温度分数q23作为第二温度分数;
27.若b3≤b<b4,确定第四预设第二温度分数q24作为第二温度分数;
28.若b4≤b<b5,确定第五预设第二温度分数q25作为第二温度分数;
29.设定发电机温度为c,预设发电机温度数组c0(c1,c2,c3,c4,c5),其中,第一预设发电机温度为c1,第二预设发电机温度为c2,第三预设发电机温度为c3,第四预设发电机温度为c4,第五预设发电机温度为c5,且c1<c2<c3<c4<c5;
30.预设第三温度分数数组q03(q31,q32,q33,q34,q35),其中,第一预设第三温度分数为q31,第二预设第三温度分数为q32,第三预设第三温度分数为q33,第四预设第三温度分数为q34,第五预设第三温度分数为q35,且q31<q32<q33,q33>q34>q35;
31.根据发电机温度与各个预设发电机温度之间的关系,确定第三温度分数;
32.若c<c1,确定第一预设第三温度分数q31作为第三温度分数;
33.若c1≤c<c2,确定第二预设第三温度分数q32作为第三温度分数;
34.若c2≤c<c3,确定第三预设第三温度分数q33作为第三温度分数;
35.若c3≤c<c4,确定第四预设第三温度分数q34作为第三温度分数;
36.若c4≤c<c5,确定第五预设第三温度分数q35作为第三温度分数;
37.设定制动器温度为d,预设制动器温度数组d0(d1,d2,d3,d4,d5),其中,第一预设制动器温度为d1,第二预设制动器温度为d2,第三预设制动器温度为d3,第四预设制动器温度为d4,第五预设制动器温度为d5,且d1<d2<d3<d4<d5;
38.预设第四温度数组q04(q41,q42,q43,q44,q45),其中,第一预设第四温度为q41,第二预设第四温度为q42,第三预设第四温度为q43,第四预设第四温度为q44,第五预设第
四温度为q45,且q41<q42<q43,q43>q44>q45;
39.根据制动器温度与各个预设制动器温度之间的关系,确定第四温度;
40.若d<d1,确定第一预设第四温度q41作为第四温度;
41.若d1≤d<d2,确定第二预设第四温度q42作为第四温度;
42.若d2≤d<d3,确定第三预设第四温度q43作为第四温度;
43.若d3≤d<d4,确定第四预设第四温度q44作为第四温度;
44.若d4≤d<d5,确定第五预设第四温度q45作为第四温度;
45.设定机舱温度为e,预设机舱温度数组e0(e1,e2,e3,e4,e5),其中,第一预设机舱温度为e1,第二预设机舱温度为e2,第三预设机舱温度为e3,第四预设机舱温度为e4,第五预设机舱温度为e5,且e1<e2<e3<e4<e5;
46.预设第五温度分数数组q05(q51,q52,q53,q54,q55),其中,第一预设第五温度分数为q51,第二预设第五温度分数为q52,第三预设第五温度分数为q53,第四预设第五温度分数为q54,第五预设第五温度分数为q55,且q51<q52<q53,q53>q54>q55;
47.根据机舱温度与各个预设机舱温度之间的关系,确定第五温度分数;
48.若e<e1,确定第一预设第五温度分数q51作为第五温度分数;
49.若e1≤e<e2,确定第二预设第五温度分数q52作为第五温度分数;
50.若e2≤e<e3,确定第三预设第五温度分数q53作为第五温度分数;
51.若e3≤e<e4,确定第四预设第五温度分数q54作为第五温度分数;
52.若e4≤e<e5,确定第五预设第五温度分数q55作为第五温度分数。
53.本技术一些实施例中,所述评分模块包括第二评分模块,所述第二评分模块用于:
54.转速参数包括发电机转速和风轮转速,根据发电机转速、风轮转速和第二预设评分准则得到对应的第一转速分数和第二转速分数,根据第一转速分数、第二转速分数和第二预设权重得到转速分数;
55.第二预设评分准则为:
56.设定发电机转速为z,预设发电机转速数组z0(z1,z2,z3,z4,z5),其中,第一预设发电机转速为z1,第二预设发电机转速为z2,第三预设发电机转速为z3,第四预设发电机转速为z4,第五预设发电机转速为z5,且z1<z2<z3<z4<z5;
57.预设第一转速分数数组w01(w11,w12,w13,w14,w15),其中,第一预设第一转速分数为w11,第二预设第一转速分数为w12,第三预设第一转速分数为w13,第四预设第一转速分数为w14,第五预设第一转速分数为w15,且w11<w12<w13,w13>w14>w15;
58.根据发电机转速与各个预设发电机转速之间的关系,确定第一转速分数;
59.若z<z1,确定第一预设第一转速分数w11作为第一转速分数;
60.若z1≤z<z2,确定第二预设第一转速分数w12作为第一转速分数;
61.若z2≤z<z3,确定第三预设第一转速分数w13作为第一转速分数;
62.若z3≤z<z4,确定第四预设第一转速分数w14作为第一转速分数;
63.若z4≤z<z5,确定第五预设第一转速分数w15作为第一转速分数;
64.设定风轮转速为x,预设风轮转速数组x0(x1,x2,x3,x4,x5),其中,第一预设风轮转速x1,第二预设风轮转速x2,第三预设风轮转速x3,第四预设风轮转速x4,第五预设风轮转速x5,且x1<x2<x3<x4<x5;
65.预设第二转速分数数组w02(w21,w22,w23,w24,w25),其中,第一预设第二转速分数为w21,第二预设第二转速分数为w22,第三预设第二转速分数为w23,第四预设第二转速分数为w24,第五预设第二转速分数为w25,且w21<w22<w23,w23>w24>w25;
66.根据风轮转速与各个预设风轮转速之间的关系,确定第二转速分数;
67.若x<x1,确定第一预设第二转速分数w21作为第二转速分数;
68.若x1≤x<x2,确定第二预设第二转速分数w22作为第二转速分数;
69.若x2≤x<x3,确定第三预设第二转速分数w23作为第二转速分数;
70.若x3≤x<x4,确定第四预设第二转速分数w24作为第二转速分数;
71.若x4≤x<x5,确定第五预设第二转速分数w25作为第二转速分数。
72.本技术一些实施例中,所述评分模块包括第三评分模块,所述第三评分模块用于,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分得到振动分数,所述第三评分模块包括:
73.建立模块,用于获取齿轮箱历史振动加速度信号,根据齿轮箱历史振动加速度信号建立正常振动加速度信号图和异常振动加速度信号图;
74.修正模块,用于获取齿轮箱实时振动加速度信号,获取齿轮疲劳度和轴承疲劳度,根据齿轮疲劳度和轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正,得到修正后的实时振动加速度信号,根据修正后的实时振动加速度信号建立实时振动加速度信号图;
75.偏离模块,用于根据正常振动加速度信号图、异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图确定第一偏离度和第二偏离度,根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数;
76.其中,第一偏离度为正常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程度,第二偏离度为异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程度。
77.本技术一些实施例中,所述修正模块,具体用于:
78.根据齿轮疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;
79.设定齿轮疲劳度为r,预设齿轮疲劳度数组r0(r1,r2,r3,r4,r5),其中,第一预设齿轮疲劳度为r1,第二预设齿轮疲劳度为r2,第三预设齿轮疲劳度为r3,第四预设齿轮疲劳度为r4,第五预设齿轮疲劳度为r5,且r1<r2<r3<r4<r5;
80.设定振动加速度信号为y,预设振动加速度信号修正系数数组g01(g11,g12,g13,g14,g15),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g11,第二预设振动加速度信号修正系数为g12,第三预设振动加速度信号修正系数为g13,第四预设振动加速度信号修正系数为g14,第五预设振动加速度信号修正系数为g15,且1<g11<g12<g13<g14<g15<1.8;
81.根据齿轮疲劳度与各个预设齿轮疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;
82.若r<r1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g11振动加速度信号修正系数作为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g11;
83.若r1≤r<r2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g12为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g12;
84.若r2≤r<r3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g13为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g13;
85.若r3≤r<r4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g14为振动加速度信号修正
系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g14;
86.若r4≤r<r5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g15为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g15。
87.本技术一些实施例中,所述修正模块,具体用于:
88.根据轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;
89.设定轴承疲劳度为m,预设轴承疲劳度数组m0(m1,m2,m3,m4,m5),其中,第一预设轴承疲劳度为m1,第二预设轴承疲劳度为m2,第三预设轴承疲劳度为m3,第四预设轴承疲劳度为m4,第五预设轴承疲劳度为m5,且m1<m2<m3<m4<m5;
90.预设振动加速度信号修正系数数组g02(g21,g22,g23,g24,g25),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g21,第二预设振动加速度信号修正系数为g22,第三预设振动加速度信号修正系数为g23,第四预设振动加速度信号修正系数为g24,第五预设振动加速度信号修正系数为g25,且1<g21<g22<g23<g24<g25<1.8;
91.根据轴承疲劳度与各个预设轴承疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;
92.若m<m1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g21作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g21;
93.若m1≤m<m2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g22作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g22;
94.若m2≤m<m3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g23作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g23;
95.若m3≤m<m4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g24作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g24;
96.若m4≤m<m5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g25作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g25。
97.本技术一些实施例中,所述修正模块,具体用于:
98.根据齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号和轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号得到修正后的实时振动加速度信号。
99.本技术一些实施例中,所述偏离模块,具体用于:
100.根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数,具体为:
101.若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第一分数区间值;
102.若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第二分数区间值;
103.若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第三分数区间值;
104.若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第四分数区间值;
105.其中,第一分数区间值、第二分数区间值、第三分数区间值和第四分数区间值逐渐减少。
106.本技术一些实施例中,所述结果模块,具体用于:
107.根据温度分数、转速分数、振动分数和第三预设权重得到总分;
108.若总分小于最低分,则说明发电机振动状态为异常;
109.若总分不小于最低分,且总分小于最高分,则说明发电机振动状态为正常;
110.若总分不小于最高分,则说明发电机振动状态为良好。
111.对应的,本技术还提供了一种风力发电机的振动状态监测方法,所述方法包括:
112.获取温度参数、转速参数和振动参数;
113.根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;
114.根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。
115.通过应用以上技术方案,获取模块,用于获取温度参数、转速参数和振动参数;评分模块,用于根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;结果模块,用于根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。本技术通过第一预设评分标准对多种温度参数进行评分,得到多种温度的总状态,通过第二预设评分标准对两种转速参数机械能评分,得到转速的状态,通过第三预设评分标准即偏离程度对振动参数进行评分,最后通过三者结合的总分,得到振动总状态。提高了振动状态判断的准确性,精度得到了提升,兼顾了多种参数因素,使得结果更加全面和准确。
附图说明
116.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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。
117.图1示出了本发明实施例提出的一种风力发电机的振动状态监测装置的结构示意图;
118.图2示出了本发明实施例中的评分模块的结构示意图;
119.图3示出了本发明实施例中的第三评分模块的结构示意图;
120.图4示出了本发明实施例提出的一种风力发电机的振动状态监测方法的流程示意图。
具体实施方式
121.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
122.本技术实施例提供一种风力发电机的振动状态监测装置,如图1所示,该装置包
括:
123.获取模块201,用于获取温度参数、转速参数和振动参数。
124.本实施例中,通过一些现有的采集设备或传感器或数据采集系统,获取上述参数。
125.评分模块202,用于根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数。
126.本实施例中,第一预设评分准则和第三预设评分准则是判断参数是否位于正常区间,以此对参数进行对应评分。第二预设评分准则是判断振动参数的偏离程度,以此对振动参数评分。
127.为了提高评分的准确性,本技术一些实施例中,所述评分模块202包括第一评分模块301,所述第一评分模块301用于:
128.温度参数包括齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度和机舱温度,根据齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度、机舱温度和第一预设评分准则得到对应的第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数和第五温度分数,根据第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数、第五温度分数和第一预设权重得到温度分数;
129.第一预设评分准则为:
130.设定齿轮箱油温为a,预设齿轮箱油温数组a0(a1,a2,a3,a4,a5),其中,第一预设齿轮箱油温为a1,第二预设齿轮箱油温为a2,第三预设齿轮箱油温为a3,第四预设齿轮箱油温为a4,第五预设齿轮箱油温为a5,且a1<a2<a3<a4<a5;
131.预设第一温度分数数组q01(q11,q12,q13,q14,q15),其中,第一预设第一温度分数为q11,第二预设第一温度分数为q12,第三预设第一温度分数为q13,第四预设第一温度分数为q14,第五预设第一温度分数为q15,且q11<q12<q13,q13>q14>q15;
132.根据齿轮箱油温与各个预设齿轮箱油温之间的关系,确定第一温度分数;
133.若a<a1,确定第一预设第一温度分数q11作为第一温度分数;
134.若a1≤a<a2,确定第二预设第一温度分数q12作为第一温度分数;
135.若a2≤a<a3,确定第三预设第一温度分数q13作为第一温度分数;
136.若a3≤a<a4,确定第四预设第一温度分数q14作为第一温度分数;
137.若a4≤a<a5,确定第五预设第一温度分数q15作为第一温度分数;
138.设定主轴承温度为b,预设主轴承温度数组b0(b1,b2,b3,b4,b5),其中,第一预设主轴承温度为b1,第二预设主轴承温度为b2,第三预设主轴承温度为b3,第四预设主轴承温度为b4,第五预设主轴承温度为b5,且b1<b2<b3<b4<b5;
139.预设第二温度分数数组q02(q21,q22,q23,q24,q25),其中,第一预设第二温度分数为q21,第二预设第二温度分数为q22,第三预设第二温度分数为q23,第四预设第二温度分数为q24,第五预设第二温度分数为q25,且q21<q22<q23,q23>q24>q25;
140.根据主轴承温度与各个预设主轴承温度之间的关系,确定第二温度分数;
141.若b<b1,确定第一预设第二温度分数q21作为第二温度分数;
142.若b1≤b<b2,确定第二预设第二温度分数q22作为第二温度分数;
143.若b2≤b<b3,确定第三预设第二温度分数q23作为第二温度分数;
144.若b3≤b<b4,确定第四预设第二温度分数q24作为第二温度分数;
145.若b4≤b<b5,确定第五预设第二温度分数q25作为第二温度分数;
146.设定发电机温度为c,预设发电机温度数组c0(c1,c2,c3,c4,c5),其中,第一预设发电机温度为c1,第二预设发电机温度为c2,第三预设发电机温度为c3,第四预设发电机温度为c4,第五预设发电机温度为c5,且c1<c2<c3<c4<c5;
147.预设第三温度分数数组q03(q31,q32,q33,q34,q35),其中,第一预设第三温度分数为q31,第二预设第三温度分数为q32,第三预设第三温度分数为q33,第四预设第三温度分数为q34,第五预设第三温度分数为q35,且q31<q32<q33,q33>q34>q35;
148.根据发电机温度与各个预设发电机温度之间的关系,确定第三温度分数;
149.若c<c1,确定第一预设第三温度分数q31作为第三温度分数;
150.若c1≤c<c2,确定第二预设第三温度分数q32作为第三温度分数;
151.若c2≤c<c3,确定第三预设第三温度分数q33作为第三温度分数;
152.若c3≤c<c4,确定第四预设第三温度分数q34作为第三温度分数;
153.若c4≤c<c5,确定第五预设第三温度分数q35作为第三温度分数;
154.设定制动器温度为d,预设制动器温度数组d0(d1,d2,d3,d4,d5),其中,第一预设制动器温度为d1,第二预设制动器温度为d2,第三预设制动器温度为d3,第四预设制动器温度为d4,第五预设制动器温度为d5,且d1<d2<d3<d4<d5;
155.预设第四温度数组q04(q41,q42,q43,q44,q45),其中,第一预设第四温度为q41,第二预设第四温度为q42,第三预设第四温度为q43,第四预设第四温度为q44,第五预设第四温度为q45,且q41<q42<q43,q43>q44>q45;
156.根据制动器温度与各个预设制动器温度之间的关系,确定第四温度;
157.若d<d1,确定第一预设第四温度q41作为第四温度;
158.若d1≤d<d2,确定第二预设第四温度q42作为第四温度;
159.若d2≤d<d3,确定第三预设第四温度q43作为第四温度;
160.若d3≤d<d4,确定第四预设第四温度q44作为第四温度;
161.若d4≤d<d5,确定第五预设第四温度q45作为第四温度;
162.设定机舱温度为e,预设机舱温度数组e0(e1,e2,e3,e4,e5),其中,第一预设机舱温度为e1,第二预设机舱温度为e2,第三预设机舱温度为e3,第四预设机舱温度为e4,第五预设机舱温度为e5,且e1<e2<e3<e4<e5;
163.预设第五温度分数数组q05(q51,q52,q53,q54,q55),其中,第一预设第五温度分数为q51,第二预设第五温度分数为q52,第三预设第五温度分数为q53,第四预设第五温度分数为q54,第五预设第五温度分数为q55,且q51<q52<q53,q53>q54>q55;
164.根据机舱温度与各个预设机舱温度之间的关系,确定第五温度分数;
165.若e<e1,确定第一预设第五温度分数q51作为第五温度分数;
166.若e1≤e<e2,确定第二预设第五温度分数q52作为第五温度分数;
167.若e2≤e<e3,确定第三预设第五温度分数q53作为第五温度分数;
168.若e3≤e<e4,确定第四预设第五温度分数q54作为第五温度分数;
169.若e4≤e<e5,确定第五预设第五温度分数q55作为第五温度分数。
170.本实施例中,齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度和机舱温度均是
能表征风力发电机组系统的工作状况,且发生振动问题时,上述温度可能会异常变化。温度参数的评分原则为,远离正常参数区间的评分低,靠近正常参数区间的评分高。评分越高说明设备的状态(温度)越好。第一预设权重为五个温度参数分别对应的权重值。
171.可以理解的是,上述各种预设的参数,相当于临界值或阈值,可根据历史数据或发生事故时数据获取。
172.为了进一步提高评分的准确性,本技术一些实施例中,所述评分模块202包括第二评分模块302,所述第二评分模块302用于:
173.转速参数包括发电机转速和风轮转速,根据发电机转速、风轮转速和第二预设评分准则得到对应的第一转速分数和第二转速分数,根据第一转速分数、第二转速分数和第二预设权重得到转速分数;
174.第二预设评分准则为:
175.设定发电机转速为z,预设发电机转速数组z0(z1,z2,z3,z4,z5),其中,第一预设发电机转速为z1,第二预设发电机转速为z2,第三预设发电机转速为z3,第四预设发电机转速为z4,第五预设发电机转速为z5,且z1<z2<z3<z4<z5;
176.预设第一转速分数数组w01(w11,w12,w13,w14,w15),其中,第一预设第一转速分数为w11,第二预设第一转速分数为w12,第三预设第一转速分数为w13,第四预设第一转速分数为w14,第五预设第一转速分数为w15,且w11<w12<w13,w13>w14>w15;
177.根据发电机转速与各个预设发电机转速之间的关系,确定第一转速分数;
178.若z<z1,确定第一预设第一转速分数w11作为第一转速分数;
179.若z1≤z<z2,确定第二预设第一转速分数w12作为第一转速分数;
180.若z2≤z<z3,确定第三预设第一转速分数w13作为第一转速分数;
181.若z3≤z<z4,确定第四预设第一转速分数w14作为第一转速分数;
182.若z4≤z<z5,确定第五预设第一转速分数w15作为第一转速分数;
183.设定风轮转速为x,预设风轮转速数组x0(x1,x2,x3,x4,x5),其中,第一预设风轮转速x1,第二预设风轮转速x2,第三预设风轮转速x3,第四预设风轮转速x4,第五预设风轮转速x5,且x1<x2<x3<x4<x5;
184.预设第二转速分数数组w02(w21,w22,w23,w24,w25),其中,第一预设第二转速分数为w21,第二预设第二转速分数为w22,第三预设第二转速分数为w23,第四预设第二转速分数为w24,第五预设第二转速分数为w25,且w21<w22<w23,w23>w24>w25;
185.根据风轮转速与各个预设风轮转速之间的关系,确定第二转速分数;
186.若x<x1,确定第一预设第二转速分数w21作为第二转速分数;
187.若x1≤x<x2,确定第二预设第二转速分数w22作为第二转速分数;
188.若x2≤x<x3,确定第三预设第二转速分数w23作为第二转速分数;
189.若x3≤x<x4,确定第四预设第二转速分数w24作为第二转速分数;
190.若x4≤x<x5,确定第五预设第二转速分数w25作为第二转速分数。
191.本实施例中,发电机转速和风轮转速能表征风电机组转速的运行情况,转速参数的评分原则为,远离正常参数区间的评分低,靠近正常参数区间的评分高。评分越高说明设备的状态(转速)越好。第二预设权重为两个转速参数分别对应的权重值。
192.需要说明的是,还可以对发电机转速和风轮转速相互校验,如果转速比不符合要
求,则给低分,符合则给高分。转速比与齿轮大小的比例相关。
193.为了进一步提高评分的准确性,本技术一些实施例中,所述评分模块202包括第三评分模块303,所述第三评分模块303用于,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分得到振动分数,所述第三评分模块303包括:
194.建立模块401,用于获取齿轮箱历史振动加速度信号,根据齿轮箱历史振动加速度信号建立正常振动加速度信号图和异常振动加速度信号图。
195.本实施例中,振动加速度信号通过传感器进行获取,传感器位置可以布置在齿轮箱的高速端、低速端和主轴承等关键位置。振动加速度信号相当于加速度。根据齿轮箱历史振动加速度信号中设备正常运行的信号建立正常振动加速度信号图,根据齿轮箱历史振动加速度信号中设备异常运行的信号建立异常振动加速度信号图。上述振动加速度信号图为纵坐标为加速度,横坐标为时间的图形。
196.修正模块402,用于获取齿轮箱实时振动加速度信号,获取齿轮疲劳度和轴承疲劳度,根据齿轮疲劳度和轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正,得到修正后的实时振动加速度信号,根据修正后的实时振动加速度信号建立实时振动加速度信号图。
197.本实施例中,获取此时的齿轮箱实时振动加速度信号,需要注意的是,实时振动加速度信号并非是某个时刻,而是一段预设时间内的振动加速度信号。经过大量试验或研究表明,齿轮疲劳度和轴承疲劳度会对振动加速度信号产生影响,齿轮和轴承的其余影响因素比如断齿、齿面划痕等,因检测存在较大困难。在此,只考虑疲劳度因素,且疲劳度因素是影响振动的最主要因素。齿轮疲劳度和轴承疲劳度的获取,采用上一次最新发电机检修时的疲劳度数据即可。
198.为了提高实时振动加速度信号的准确性,本技术一些实施例中,所述修正模块402,具体用于:
199.根据齿轮疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;
200.设定齿轮疲劳度为r,预设齿轮疲劳度数组r0(r1,r2,r3,r4,r5),其中,第一预设齿轮疲劳度为r1,第二预设齿轮疲劳度为r2,第三预设齿轮疲劳度为r3,第四预设齿轮疲劳度为r4,第五预设齿轮疲劳度为r5,且r1<r2<r3<r4<r5;
201.设定振动加速度信号为y,预设振动加速度信号修正系数数组g01(g11,g12,g13,g14,g15),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g11,第二预设振动加速度信号修正系数为g12,第三预设振动加速度信号修正系数为g13,第四预设振动加速度信号修正系数为g14,第五预设振动加速度信号修正系数为g15,且1<g11<g12<g13<g14<g15<1.8;
202.根据齿轮疲劳度与各个预设齿轮疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;
203.若r<r1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g11振动加速度信号修正系数作为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g11;
204.若r1≤r<r2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g12为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g12;
205.若r2≤r<r3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g13为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g13;
206.若r3≤r<r4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g14为振动加速度信号修正
系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g14;
207.若r4≤r<r5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g15为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g15。
208.本技术一些实施例中,所述修正模块402,具体用于:
209.根据轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;
210.设定轴承疲劳度为m,预设轴承疲劳度数组m0(m1,m2,m3,m4,m5),其中,第一预设轴承疲劳度为m1,第二预设轴承疲劳度为m2,第三预设轴承疲劳度为m3,第四预设轴承疲劳度为m4,第五预设轴承疲劳度为m5,且m1<m2<m3<m4<m5;
211.预设振动加速度信号修正系数数组g02(g21,g22,g23,g24,g25),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g21,第二预设振动加速度信号修正系数为g22,第三预设振动加速度信号修正系数为g23,第四预设振动加速度信号修正系数为g24,第五预设振动加速度信号修正系数为g25,且1<g21<g22<g23<g24<g25<1.8;
212.根据轴承疲劳度与各个预设轴承疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;
213.若m<m1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g21作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g21;
214.若m1≤m<m2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g22作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g22;
215.若m2≤m<m3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g23作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g23;
216.若m3≤m<m4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g24作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g24;
217.若m4≤m<m5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g25作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g25。
218.本技术一些实施例中,所述修正模块402,具体用于:
219.根据齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号和轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号得到修正后的实时振动加速度信号。
220.本实施例中,根据齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号和轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号两者的平均值,作为修正后的实时振动加速度信号。
221.偏离模块403,用于根据正常振动加速度信号图、异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图确定第一偏离度和第二偏离度,根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数。
222.本实施例中,根据现有差异性或距离(例如欧式距离法等)的计算方法,获得一偏离度和第二偏离度。第一偏离度为正常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程度,第二偏离度为异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程度。
223.为了提高振动分数的准确行,本技术一些实施例中,所述偏离模块403,具体用于:
224.根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数,具体为:
225.若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第一分数区间值;
226.若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第二分数区间值;
227.若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第三分数区间值;
228.若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第四分数区间值;
229.其中,第一分数区间值、第二分数区间值、第三分数区间值和第四分数区间值逐渐减少。
230.本实施例中,第一阈值和第二阈值均为预设值,第一偏离度小于第一阈值,说明实时振动加速度信号图与正常振动加速度信号图差异小或者说距离小,说明此时振动正常。第一偏离度不小于第一阈值,则相反。第二偏离度小于第二阈值,说明实时振动加速度信号图与异常振动加速度信号图差异小或者说距离小,说明此时振动异常,反之,同理。两者得到结论均为正常时,分数区间值越高,同理,逐渐减小。两者的结论矛盾时,对分数区间值进行适应调整。分数区间值是一个分数区间或分数范围。
231.需要说明的是,根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数。是先根据第一偏离度和第二偏离度得到分数区间值(第一分数区间值、第一分数区间值等),再根据偏离度超过或低于对应阈值的量,从确定分数区间值里得到一个具体分数,从而确定振动分数。分数越高说明振动状态越好,与上述温度参数和转速参数同理。
232.结果模块203,用于根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。
233.本技术一些实施例中,所述结果模块203,具体用于:
234.根据温度分数、转速分数、振动分数和第三预设权重得到总分;
235.若总分小于最低分,则说明发电机振动状态为异常;
236.若总分不小于最低分,且总分小于最高分,则说明发电机振动状态为正常;
237.若总分不小于最高分,则说明发电机振动状态为良好。
238.本实施例中,第三预设权重为温度分数、转速分数、振动分数分别的对应的权重值。
239.通过应用以上技术方案,获取模块,用于获取温度参数、转速参数和振动参数;评分模块,用于根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;结果模块,用于根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。本技术通过第一预设评分标准对多种温度参数进行评分,得到多种温度的总状态,通过第二预设评分标准对两种转速参数机械能评分,得到转速的状态,通过第三预设评分标准即偏离程度对振动参数进行评分,最后通过三者结合的总分,得到振动总状态。提高了振动状态判断的准确性,精度得到了提升,兼顾了多种参数因素,使得结果更加全面和准确。
240.本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
241.对应的,本技术还提供了一种风力发电机的振动状态监测方法,如图4所示,所述方法包括:
242.步骤s101,获取温度参数、转速参数和振动参数;
243.步骤s102,根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;
244.步骤s103,根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。
245.本方法还包括:
246.本技术一些实施例中,根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,具体为:
247.温度参数包括齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度和机舱温度,根据齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度、机舱温度和第一预设评分准则得到对应的第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数和第五温度分数,根据第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数、第五温度分数和第一预设权重得到温度分数;
248.第一预设评分准则为:
249.设定齿轮箱油温为a,预设齿轮箱油温数组a0(a1,a2,a3,a4,a5),其中,第一预设齿轮箱油温为a1,第二预设齿轮箱油温为a2,第三预设齿轮箱油温为a3,第四预设齿轮箱油温为a4,第五预设齿轮箱油温为a5,且a1<a2<a3<a4<a5;
250.预设第一温度分数数组q01(q11,q12,q13,q14,q15),其中,第一预设第一温度分数为q11,第二预设第一温度分数为q12,第三预设第一温度分数为q13,第四预设第一温度分数为q14,第五预设第一温度分数为q15,且q11<q12<q13,q13>q14>q15;
251.根据齿轮箱油温与各个预设齿轮箱油温之间的关系,确定第一温度分数;
252.若a<a1,确定第一预设第一温度分数q11作为第一温度分数;
253.若a1≤a<a2,确定第二预设第一温度分数q12作为第一温度分数;
254.若a2≤a<a3,确定第三预设第一温度分数q13作为第一温度分数;
255.若a3≤a<a4,确定第四预设第一温度分数q14作为第一温度分数;
256.若a4≤a<a5,确定第五预设第一温度分数q15作为第一温度分数;
257.设定主轴承温度为b,预设主轴承温度数组b0(b1,b2,b3,b4,b5),其中,第一预设主轴承温度为b1,第二预设主轴承温度为b2,第三预设主轴承温度为b3,第四预设主轴承温度为b4,第五预设主轴承温度为b5,且b1<b2<b3<b4<b5;
258.预设第二温度分数数组q02(q21,q22,q23,q24,q25),其中,第一预设第二温度分数为q21,第二预设第二温度分数为q22,第三预设第二温度分数为q23,第四预设第二温度分数为q24,第五预设第二温度分数为q25,且q21<q22<q23,q23>q24>q25;
259.根据主轴承温度与各个预设主轴承温度之间的关系,确定第二温度分数;
260.若b<b1,确定第一预设第二温度分数q21作为第二温度分数;
261.若b1≤b<b2,确定第二预设第二温度分数q22作为第二温度分数;
262.若b2≤b<b3,确定第三预设第二温度分数q23作为第二温度分数;
263.若b3≤b<b4,确定第四预设第二温度分数q24作为第二温度分数;
264.若b4≤b<b5,确定第五预设第二温度分数q25作为第二温度分数;
265.设定发电机温度为c,预设发电机温度数组c0(c1,c2,c3,c4,c5),其中,第一预设发电机温度为c1,第二预设发电机温度为c2,第三预设发电机温度为c3,第四预设发电机温度为c4,第五预设发电机温度为c5,且c1<c2<c3<c4<c5;
266.预设第三温度分数数组q03(q31,q32,q33,q34,q35),其中,第一预设第三温度分数为q31,第二预设第三温度分数为q32,第三预设第三温度分数为q33,第四预设第三温度分数为q34,第五预设第三温度分数为q35,且q31<q32<q33,q33>q34>q35;
267.根据发电机温度与各个预设发电机温度之间的关系,确定第三温度分数;
268.若c<c1,确定第一预设第三温度分数q31作为第三温度分数;
269.若c1≤c<c2,确定第二预设第三温度分数q32作为第三温度分数;
270.若c2≤c<c3,确定第三预设第三温度分数q33作为第三温度分数;
271.若c3≤c<c4,确定第四预设第三温度分数q34作为第三温度分数;
272.若c4≤c<c5,确定第五预设第三温度分数q35作为第三温度分数;
273.设定制动器温度为d,预设制动器温度数组d0(d1,d2,d3,d4,d5),其中,第一预设制动器温度为d1,第二预设制动器温度为d2,第三预设制动器温度为d3,第四预设制动器温度为d4,第五预设制动器温度为d5,且d1<d2<d3<d4<d5;
274.预设第四温度数组q04(q41,q42,q43,q44,q45),其中,第一预设第四温度为q41,第二预设第四温度为q42,第三预设第四温度为q43,第四预设第四温度为q44,第五预设第四温度为q45,且q41<q42<q43,q43>q44>q45;
275.根据制动器温度与各个预设制动器温度之间的关系,确定第四温度;
276.若d<d1,确定第一预设第四温度q41作为第四温度;
277.若d1≤d<d2,确定第二预设第四温度q42作为第四温度;
278.若d2≤d<d3,确定第三预设第四温度q43作为第四温度;
279.若d3≤d<d4,确定第四预设第四温度q44作为第四温度;
280.若d4≤d<d5,确定第五预设第四温度q45作为第四温度;
281.设定机舱温度为e,预设机舱温度数组e0(e1,e2,e3,e4,e5),其中,第一预设机舱温度为e1,第二预设机舱温度为e2,第三预设机舱温度为e3,第四预设机舱温度为e4,第五预设机舱温度为e5,且e1<e2<e3<e4<e5;
282.预设第五温度分数数组q05(q51,q52,q53,q54,q55),其中,第一预设第五温度分数为q51,第二预设第五温度分数为q52,第三预设第五温度分数为q53,第四预设第五温度分数为q54,第五预设第五温度分数为q55,且q51<q52<q53,q53>q54>q55;
283.根据机舱温度与各个预设机舱温度之间的关系,确定第五温度分数;
284.若e<e1,确定第一预设第五温度分数q51作为第五温度分数;
285.若e1≤e<e2,确定第二预设第五温度分数q52作为第五温度分数;
286.若e2≤e<e3,确定第三预设第五温度分数q53作为第五温度分数;
287.若e3≤e<e4,确定第四预设第五温度分数q54作为第五温度分数;
288.若e4≤e<e5,确定第五预设第五温度分数q55作为第五温度分数。
289.本技术一些实施例中,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分
数,具体为:
290.转速参数包括发电机转速和风轮转速,根据发电机转速、风轮转速和第二预设评分准则得到对应的第一转速分数和第二转速分数,根据第一转速分数、第二转速分数和第二预设权重得到转速分数;
291.第二预设评分准则为:
292.设定发电机转速为z,预设发电机转速数组z0(z1,z2,z3,z4,z5),其中,第一预设发电机转速为z1,第二预设发电机转速为z2,第三预设发电机转速为z3,第四预设发电机转速为z4,第五预设发电机转速为z5,且z1<z2<z3<z4<z5;
293.预设第一转速分数数组w01(w11,w12,w13,w14,w15),其中,第一预设第一转速分数为w11,第二预设第一转速分数为w12,第三预设第一转速分数为w13,第四预设第一转速分数为w14,第五预设第一转速分数为w15,且w11<w12<w13,w13>w14>w15;
294.根据发电机转速与各个预设发电机转速之间的关系,确定第一转速分数;
295.若z<z1,确定第一预设第一转速分数w11作为第一转速分数;
296.若z1≤z<z2,确定第二预设第一转速分数w12作为第一转速分数;
297.若z2≤z<z3,确定第三预设第一转速分数w13作为第一转速分数;
298.若z3≤z<z4,确定第四预设第一转速分数w14作为第一转速分数;
299.若z4≤z<z5,确定第五预设第一转速分数w15作为第一转速分数;
300.设定风轮转速为x,预设风轮转速数组x0(x1,x2,x3,x4,x5),其中,第一预设风轮转速x1,第二预设风轮转速x2,第三预设风轮转速x3,第四预设风轮转速x4,第五预设风轮转速x5,且x1<x2<x3<x4<x5;
301.预设第二转速分数数组w02(w21,w22,w23,w24,w25),其中,第一预设第二转速分数为w21,第二预设第二转速分数为w22,第三预设第二转速分数为w23,第四预设第二转速分数为w24,第五预设第二转速分数为w25,且w21<w22<w23,w23>w24>w25;
302.根据风轮转速与各个预设风轮转速之间的关系,确定第二转速分数;
303.若x<x1,确定第一预设第二转速分数w21作为第二转速分数;
304.若x1≤x<x2,确定第二预设第二转速分数w22作为第二转速分数;
305.若x2≤x<x3,确定第三预设第二转速分数w23作为第二转速分数;
306.若x3≤x<x4,确定第四预设第二转速分数w24作为第二转速分数;
307.若x4≤x<x5,确定第五预设第二转速分数w25作为第二转速分数。
308.本技术一些实施例中,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数,具体为:
309.获取齿轮箱历史振动加速度信号,根据齿轮箱历史振动加速度信号建立正常振动加速度信号图和异常振动加速度信号图;
310.获取齿轮箱实时振动加速度信号,获取齿轮疲劳度和轴承疲劳度,根据齿轮疲劳度和轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正,得到修正后的实时振动加速度信号,根据修正后的实时振动加速度信号建立实时振动加速度信号图;
311.根据正常振动加速度信号图、异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图确定第一偏离度和第二偏离度,根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数;
312.其中,第一偏离度为正常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程
度,第二偏离度为异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程度。
313.本技术一些实施例中,根据齿轮疲劳度和轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正,得到修正后的实时振动加速度信号,具体为:
314.根据齿轮疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;
315.设定齿轮疲劳度为r,预设齿轮疲劳度数组r0(r1,r2,r3,r4,r5),其中,第一预设齿轮疲劳度为r1,第二预设齿轮疲劳度为r2,第三预设齿轮疲劳度为r3,第四预设齿轮疲劳度为r4,第五预设齿轮疲劳度为r5,且r1<r2<r3<r4<r5;
316.设定振动加速度信号为y,预设振动加速度信号修正系数数组g01(g11,g12,g13,g14,g15),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g11,第二预设振动加速度信号修正系数为g12,第三预设振动加速度信号修正系数为g13,第四预设振动加速度信号修正系数为g14,第五预设振动加速度信号修正系数为g15,且1<g11<g12<g13<g14<g15<1.8;
317.根据齿轮疲劳度与各个预设齿轮疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;
318.若r<r1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g11振动加速度信号修正系数作为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g11;
319.若r1≤r<r2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g12为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g12;
320.若r2≤r<r3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g13为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g13;
321.若r3≤r<r4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g14为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g14;
322.若r4≤r<r5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g15为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g15。
323.本技术一些实施例中,根据齿轮疲劳度和轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正,得到修正后的实时振动加速度信号,具体为:
324.根据轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;
325.设定轴承疲劳度为m,预设轴承疲劳度数组m0(m1,m2,m3,m4,m5),其中,第一预设轴承疲劳度为m1,第二预设轴承疲劳度为m2,第三预设轴承疲劳度为m3,第四预设轴承疲劳度为m4,第五预设轴承疲劳度为m5,且m1<m2<m3<m4<m5;
326.预设振动加速度信号修正系数数组g02(g21,g22,g23,g24,g25),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g21,第二预设振动加速度信号修正系数为g22,第三预设振动加速度信号修正系数为g23,第四预设振动加速度信号修正系数为g24,第五预设振动加速度信号修正系数为g25,且1<g21<g22<g23<g24<g25<1.8;
327.根据轴承疲劳度与各个预设轴承疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;
328.若m<m1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g21作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g21;
329.若m1≤m<m2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g22作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g22;
330.若m2≤m<m3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g23作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g23;
331.若m3≤m<m4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g24作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g24;
332.若m4≤m<m5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g25作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g25。
333.本技术一些实施例中,根据齿轮疲劳度和轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正,得到修正后的实时振动加速度信号,具体为:
334.根据齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号和轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号得到修正后的实时振动加速度信号。
335.本技术一些实施例中,根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数,具体为:
336.根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数,具体为:
337.若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第一分数区间值;
338.若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第二分数区间值;
339.若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第三分数区间值;
340.若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第四分数区间值;
341.其中,第一分数区间值、第二分数区间值、第三分数区间值和第四分数区间值逐渐减少。
342.本技术一些实施例中,根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态,具体为:
343.根据温度分数、转速分数、振动分数和第三预设权重得到总分;
344.若总分小于最低分,则说明发电机振动状态为异常;
345.若总分不小于最低分,且总分小于最高分,则说明发电机振动状态为正常;
346.若总分不小于最高分,则说明发电机振动状态为良好。
347.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现,也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom,u盘,移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。
348.为了进一步阐述本发明的技术思想,现结合具体的应用场景,对本发明的技术方案进行说明。
349.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和
范围。
技术特征:
1.一种风力发电机的振动状态监测装置,其特征在于,所述装置包括:获取模块,用于获取温度参数、转速参数和振动参数;评分模块,用于根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;结果模块,用于根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述评分模块包括第一评分模块,所述第一评分模块用于:温度参数包括齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度和机舱温度,根据齿轮箱油温、主轴承温度、发电机温度、制动器温度、机舱温度和第一预设评分准则得到对应的第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数和第五温度分数,根据第一温度分数、第二温度分数、第三温度分数、第四温度分数、第五温度分数和第一预设权重得到温度分数;第一预设评分准则为:设定齿轮箱油温为a,预设齿轮箱油温数组a0(a1,a2,a3,a4,a5),其中,第一预设齿轮箱油温为a1,第二预设齿轮箱油温为a2,第三预设齿轮箱油温为a3,第四预设齿轮箱油温为a4,第五预设齿轮箱油温为a5,且a1<a2<a3<a4<a5;预设第一温度分数数组q01(q11,q12,q13,q14,q15),其中,第一预设第一温度分数为q11,第二预设第一温度分数为q12,第三预设第一温度分数为q13,第四预设第一温度分数为q14,第五预设第一温度分数为q15,且q11<q12<q13,q13>q14>q15;根据齿轮箱油温与各个预设齿轮箱油温之间的关系,确定第一温度分数;若a<a1,确定第一预设第一温度分数q11作为第一温度分数;若a1≤a<a2,确定第二预设第一温度分数q12作为第一温度分数;若a2≤a<a3,确定第三预设第一温度分数q13作为第一温度分数;若a3≤a<a4,确定第四预设第一温度分数q14作为第一温度分数;若a4≤a<a5,确定第五预设第一温度分数q15作为第一温度分数;设定主轴承温度为b,预设主轴承温度数组b0(b1,b2,b3,b4,b5),其中,第一预设主轴承温度为b1,第二预设主轴承温度为b2,第三预设主轴承温度为b3,第四预设主轴承温度为b4,第五预设主轴承温度为b5,且b1<b2<b3<b4<b5;预设第二温度分数数组q02(q21,q22,q23,q24,q25),其中,第一预设第二温度分数为q21,第二预设第二温度分数为q22,第三预设第二温度分数为q23,第四预设第二温度分数为q24,第五预设第二温度分数为q25,且q21<q22<q23,q23>q24>q25;根据主轴承温度与各个预设主轴承温度之间的关系,确定第二温度分数;若b<b1,确定第一预设第二温度分数q21作为第二温度分数;若b1≤b<b2,确定第二预设第二温度分数q22作为第二温度分数;若b2≤b<b3,确定第三预设第二温度分数q23作为第二温度分数;若b3≤b<b4,确定第四预设第二温度分数q24作为第二温度分数;若b4≤b<b5,确定第五预设第二温度分数q25作为第二温度分数;
设定发电机温度为c,预设发电机温度数组c0(c1,c2,c3,c4,c5),其中,第一预设发电机温度为c1,第二预设发电机温度为c2,第三预设发电机温度为c3,第四预设发电机温度为c4,第五预设发电机温度为c5,且c1<c2<c3<c4<c5;预设第三温度分数数组q03(q31,q32,q33,q34,q35),其中,第一预设第三温度分数为q31,第二预设第三温度分数为q32,第三预设第三温度分数为q33,第四预设第三温度分数为q34,第五预设第三温度分数为q35,且q31<q32<q33,q33>q34>q35;根据发电机温度与各个预设发电机温度之间的关系,确定第三温度分数;若c<c1,确定第一预设第三温度分数q31作为第三温度分数;若c1≤c<c2,确定第二预设第三温度分数q32作为第三温度分数;若c2≤c<c3,确定第三预设第三温度分数q33作为第三温度分数;若c3≤c<c4,确定第四预设第三温度分数q34作为第三温度分数;若c4≤c<c5,确定第五预设第三温度分数q35作为第三温度分数;设定制动器温度为d,预设制动器温度数组d0(d1,d2,d3,d4,d5),其中,第一预设制动器温度为d1,第二预设制动器温度为d2,第三预设制动器温度为d3,第四预设制动器温度为d4,第五预设制动器温度为d5,且d1<d2<d3<d4<d5;预设第四温度数组q04(q41,q42,q43,q44,q45),其中,第一预设第四温度为q41,第二预设第四温度为q42,第三预设第四温度为q43,第四预设第四温度为q44,第五预设第四温度为q45,且q41<q42<q43,q43>q44>q45;根据制动器温度与各个预设制动器温度之间的关系,确定第四温度;若d<d1,确定第一预设第四温度q41作为第四温度;若d1≤d<d2,确定第二预设第四温度q42作为第四温度;若d2≤d<d3,确定第三预设第四温度q43作为第四温度;若d3≤d<d4,确定第四预设第四温度q44作为第四温度;若d4≤d<d5,确定第五预设第四温度q45作为第四温度;设定机舱温度为e,预设机舱温度数组e0(e1,e2,e3,e4,e5),其中,第一预设机舱温度为e1,第二预设机舱温度为e2,第三预设机舱温度为e3,第四预设机舱温度为e4,第五预设机舱温度为e5,且e1<e2<e3<e4<e5;预设第五温度分数数组q05(q51,q52,q53,q54,q55),其中,第一预设第五温度分数为q51,第二预设第五温度分数为q52,第三预设第五温度分数为q53,第四预设第五温度分数为q54,第五预设第五温度分数为q55,且q51<q52<q53,q53>q54>q55;根据机舱温度与各个预设机舱温度之间的关系,确定第五温度分数;若e<e1,确定第一预设第五温度分数q51作为第五温度分数;若e1≤e<e2,确定第二预设第五温度分数q52作为第五温度分数;若e2≤e<e3,确定第三预设第五温度分数q53作为第五温度分数;若e3≤e<e4,确定第四预设第五温度分数q54作为第五温度分数;若e4≤e<e5,确定第五预设第五温度分数q55作为第五温度分数。3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述评分模块包括第二评分模块,所述第二评分模块用于:转速参数包括发电机转速和风轮转速,根据发电机转速、风轮转速和第二预设评分准
则得到对应的第一转速分数和第二转速分数,根据第一转速分数、第二转速分数和第二预设权重得到转速分数;第二预设评分准则为:设定发电机转速为z,预设发电机转速数组z0(z1,z2,z3,z4,z5),其中,第一预设发电机转速为z1,第二预设发电机转速为z2,第三预设发电机转速为z3,第四预设发电机转速为z4,第五预设发电机转速为z5,且z1<z2<z3<z4<z5;预设第一转速分数数组w01(w11,w12,w13,w14,w15),其中,第一预设第一转速分数为w11,第二预设第一转速分数为w12,第三预设第一转速分数为w13,第四预设第一转速分数为w14,第五预设第一转速分数为w15,且w11<w12<w13,w13>w14>w15;根据发电机转速与各个预设发电机转速之间的关系,确定第一转速分数;若z<z1,确定第一预设第一转速分数w11作为第一转速分数;若z1≤z<z2,确定第二预设第一转速分数w12作为第一转速分数;若z2≤z<z3,确定第三预设第一转速分数w13作为第一转速分数;若z3≤z<z4,确定第四预设第一转速分数w14作为第一转速分数;若z4≤z<z5,确定第五预设第一转速分数w15作为第一转速分数;设定风轮转速为x,预设风轮转速数组x0(x1,x2,x3,x4,x5),其中,第一预设风轮转速x1,第二预设风轮转速x2,第三预设风轮转速x3,第四预设风轮转速x4,第五预设风轮转速x5,且x1<x2<x3<x4<x5;预设第二转速分数数组w02(w21,w22,w23,w24,w25),其中,第一预设第二转速分数为w21,第二预设第二转速分数为w22,第三预设第二转速分数为w23,第四预设第二转速分数为w24,第五预设第二转速分数为w25,且w21<w22<w23,w23>w24>w25;根据风轮转速与各个预设风轮转速之间的关系,确定第二转速分数;若x<x1,确定第一预设第二转速分数w21作为第二转速分数;若x1≤x<x2,确定第二预设第二转速分数w22作为第二转速分数;若x2≤x<x3,确定第三预设第二转速分数w23作为第二转速分数;若x3≤x<x4,确定第四预设第二转速分数w24作为第二转速分数;若x4≤x<x5,确定第五预设第二转速分数w25作为第二转速分数。4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述评分模块包括第三评分模块,所述第三评分模块用于,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分得到振动分数,所述第三评分模块包括:建立模块,用于获取齿轮箱历史振动加速度信号,根据齿轮箱历史振动加速度信号建立正常振动加速度信号图和异常振动加速度信号图;修正模块,用于获取齿轮箱实时振动加速度信号,获取齿轮疲劳度和轴承疲劳度,根据齿轮疲劳度和轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正,得到修正后的实时振动加速度信号,根据修正后的实时振动加速度信号建立实时振动加速度信号图;偏离模块,用于根据正常振动加速度信号图、异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图确定第一偏离度和第二偏离度,根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数;其中,第一偏离度为正常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程度,第二偏离度为异常振动加速度信号图和实时振动加速度信号图的偏离程度。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述修正模块,具体用于:根据齿轮疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;设定齿轮疲劳度为r,预设齿轮疲劳度数组r0(r1,r2,r3,r4,r5),其中,第一预设齿轮疲劳度为r1,第二预设齿轮疲劳度为r2,第三预设齿轮疲劳度为r3,第四预设齿轮疲劳度为r4,第五预设齿轮疲劳度为r5,且r1<r2<r3<r4<r5;设定振动加速度信号为y,预设振动加速度信号修正系数数组g01(g11,g12,g13,g14,g15),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g11,第二预设振动加速度信号修正系数为g12,第三预设振动加速度信号修正系数为g13,第四预设振动加速度信号修正系数为g14,第五预设振动加速度信号修正系数为g15,且1<g11<g12<g13<g14<g15<1.8;根据齿轮疲劳度与各个预设齿轮疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;若r<r1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g11振动加速度信号修正系数作为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g11;若r1≤r<r2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g12为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g12;若r2≤r<r3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g13为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g13;若r3≤r<r4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g14为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g14;若r4≤r<r5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g15为振动加速度信号修正系数,则齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g15。6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述修正模块,具体用于:根据轴承疲劳度对齿轮箱实时振动加速度信号进行修正;设定轴承疲劳度为m,预设轴承疲劳度数组m0(m1,m2,m3,m4,m5),其中,第一预设轴承疲劳度为m1,第二预设轴承疲劳度为m2,第三预设轴承疲劳度为m3,第四预设轴承疲劳度为m4,第五预设轴承疲劳度为m5,且m1<m2<m3<m4<m5;预设振动加速度信号修正系数数组g02(g21,g22,g23,g24,g25),其中,第一预设振动加速度信号修正系数为g21,第二预设振动加速度信号修正系数为g22,第三预设振动加速度信号修正系数为g23,第四预设振动加速度信号修正系数为g24,第五预设振动加速度信号修正系数为g25,且1<g21<g22<g23<g24<g25<1.8;根据轴承疲劳度与各个预设轴承疲劳度之间的关系,确定振动加速度信号修正系数,得到轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号;若m<m1,确定第一预设振动加速度信号修正系数g21作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g21;若m1≤m<m2,确定第二预设振动加速度信号修正系数g22作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g22;若m2≤m<m3,确定第三预设振动加速度信号修正系数g23作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g23;若m3≤m<m4,确定第四预设振动加速度信号修正系数g24作为振动加速度信号修正系
数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g24;若m4≤m<m5,确定第五预设振动加速度信号修正系数g25作为振动加速度信号修正系数,则轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号为y*g25。7.如权利要求5或6所述的装置,其特征在于,所述修正模块,具体用于:根据齿轮疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号和轴承疲劳度修正后的齿轮箱实时振动加速度信号得到修正后的实时振动加速度信号。8.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述偏离模块,具体用于:根据第一偏离度和第二偏离度得到振动分数,具体为:若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第一分数区间值;若第一偏离度小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第二分数区间值;若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度大于第二阈值,则振动分数为第三分数区间值;若第一偏离度不小于第一阈值,且第二偏离度不大于第二阈值,则振动分数为第四分数区间值;其中,第一分数区间值、第二分数区间值、第三分数区间值和第四分数区间值逐渐减少。9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述结果模块,具体用于:根据温度分数、转速分数、振动分数和第三预设权重得到总分;若总分小于最低分,则说明发电机振动状态为异常;若总分不小于最低分,且总分小于最高分,则说明发电机振动状态为正常;若总分不小于最高分,则说明发电机振动状态为良好。10.一种风力发电机的振动状态监测方法,其特征在于,所述方法包括:获取温度参数、转速参数和振动参数;根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。
技术总结
本发明公开了一种风力发电机的振动状态监测装置及方法,涉及发电机振动检测技术领域,该装置包括,获取模块,用于获取温度参数、转速参数和振动参数;评分模块,用于根据第一预设评分准则对温度参数进行评分,得到温度分数,根据第二预设评分准则对转速参数进行评分,得到转速分数,根据第三预设评分准则对振动参数进行评分,得到振动分数;结果模块,用于根据温度分数、转速分数和振动分数得到总分,根据总分判断发电机振动状态。提高了振动状态判断的准确性,精度得到了提升。精度得到了提升。精度得到了提升。
技术研发人员:常亚民 陈勇 姚晓丽 朱壮华 刘建华 陈琰俊
受保护的技术使用者:华能榆社扶贫能源有限责任公司 华能山西综合能源有限责任公司榆社光伏电站 黎城县盈恒清洁能源有限公司 华能芮城综合能源有限责任公司 华能左权羊角风电有限责任公司 芮城宁升新能源有限公司 五寨县太重新能源风力发电有限公司 朔州市太重风力发电有限公司
技术研发日:2022.11.24
技术公布日:2023/6/14
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