一种基于共振能量占优的风机塔架共振预警方法与流程

1.本公开涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风机塔架共振预警方法、装置以及存储介质。


背景技术：

2.为了更好地捕获风能、降低运行载荷，大型风电机组普遍采用变速变桨控制方式。而风轮宽转速运行范围可能导致风轮转频与塔架固有频率在某转速点重合，从而产生诱导振动，严重的诱导振动会致使塔架共振，这对整机的稳定性和寿命具有非常大的不利影响。
3.相关技术中，常规共振识别方法是基于强迫振动、自由振动，利用频域内的频响函数或者时域内的脉冲响应函数求解塔架一阶固有频率，再结合风轮转频与塔架固有频率在转速点的重合来识别共振。然而，虽然该方法判断塔架是否共振简单直观，但由于风电机组所处运行环境复杂多变，风荷载与机组结构的相互作用机理十分复杂，随着运行年限的增加，塔架刚度可能退化，其固有频率会降低，仅通过风轮转频与塔架固有频率重合于转速点来识别共振准确性低；另一方面，通过频繁的跳转速来避免风轮转频与塔架固有频率的重合会带来发电量的损失，其工程应用的准确性和可靠性有待进一步提升。


技术实现要素：

4.本公开提出了一种风机塔架共振预警方法、装置以及存储介质，旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.本公开第一方面实施例提出了一种风机塔架共振预警方法，包括：根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，第一方向为x方向或者y方向；基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率；对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值；基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值；计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比；以及根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。
6.本公开第二方面实施例提出了一种风机塔架共振预警装置，包括：第一确定模块，用于根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，第一方向为x方向或者y方向；第二确定模块，用于基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率；第一计算模块，用于对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值；第二计算模块，用于基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值；第三计算模块，用于计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比；以及第三确定模块，用于根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。
7.本公开第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本
公开实施例的风机塔架共振预警方法。
8.本公开第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开实施例公开的风机塔架共振预警方法。
9.本实施例中，通过根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，第一方向为x方向或者y方向，并基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率，并对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值，并基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值，并计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比，以及根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警，能够进行共振能量占比分析，提升共振识别的准确性，此外利用共振能量阈值进行共振预警，可以在一定程度上放开塔架共振的限制，无需当风机转频与塔架固有频率一出现重合便进行跳转速控制，降低频繁的跳转速控制带来发电量的损失。
10.本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
11.本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
12.图1是根据本公开一实施例提供的风机塔架共振预警方法的流程示意图；
13.图2是根据本公开实施例提供的风机塔架固有频率识别与提取流程示意图；
14.图3是根据本公开实施例提供的风机塔架共振能量占比分析以及预警过程示意图；
15.图4是根据本公开实施例提供的自适应振动能量阈值调整流程示意图；
16.图5是根据本公开另一实施例提供的风机塔架共振预警装置的示意图；
17.图6示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机设备的框图。
具体实施方式
18.下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
19.其中，需要说明的是，本实施例的风机塔架共振预警方法的执行主体可以为风机塔架共振预警装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置在电子设备中，电子设备可以包括但不限于终端、服务器端等。
20.图1是根据本公开一实施例提供的风机塔架共振预警方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
21.s101：根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第
一整周期波形数据。
22.本公开实施例中，例如可以采用低频振动加速度传感器对风机塔架进行数据采集，得到加速度振动(波形)数据。其中，本实施例塔架振动数据采样机制例如可以为非连续采样，所采集的加速度振动数据为一定采样率(fs)下n个数据点的时域序列。
23.进一步地，本公开实施例可以从加速度振动数据中确定第一方向加速度振动数据，其中，第一方向例如为x方向(风机主轴水平向)，或者为y方向(主轴水平侧向方向，或者垂直方向)，以下将以x方向作为第一方向对本公开进行示例性说明。
24.一些实施例，还可以从加速度振动数据中确定第二方向加速度振动数据，第二方向为x方向或者y方向、且与第一方向不同，也即是说，在第一方向为x方向的情况下，第二方向为y方向。
25.也即是说，本公开实施例可以以x方向加速度振动数据，或者以y方向加速度振动数据，或者以x方向加速度振动数据和y方向加速度振动数据，对风机塔架进行共振预警，对此不作限制。
26.其中，风机塔架在第一方向(x方向)振动的整周期波形数据可以被称为第一整周期波形数据，本公开实施例可以根据第一方向加速度振动数据，确定该第一整周期波形数据。
27.一些实施例，在确定第一整周期波形数据的过程中，本公开实施例首先可以对第一方向(x方向)加速度振动数据进行自相关分析，以确定第一自相关函数，其可以用r
xx
表示；进一步地，本实施例可以对第一自相关函数r
xx
进行自功率谱密度函数分析，提取加速度振动波形数据的周期信号，以获得该第一方向的第一整周期波形数据。
28.举例而言，图2是根据本公开实施例提供的风机塔架固有频率识别与提取流程示意图，如图2所示，x通道的振动信号对应于本公开实施例中的第一方向(x方向)加速度振动数据，而不同位置、同数量的两组振动信号数据x
1i
和x
2i
对应于第一方向加速度振动数据中两个数据点(上述n个数据点中的两个数据点)的时域序列。本公开实施例，可以进行自相关分析，以计算x
1i
和x
2i
的自相关函数序列，即：第一自相关函数r
xx
；进一步地，对r
xx
进行自谱分析，找x方向的第一整周期波形数据，即：x整周期波形。
29.一些实施例，在根据第一方向加速度振动数据和第二方向加速度振动数据，对风机塔架进行共振预警时，本实施例还可以对第二方向(y方向)加速度振动数据进行自相关分析，以确定第二自相关函数，其可以用r
yy
表示；进一步地，对第二自相关函数r
yy
进行自功率谱密度函数分析，以获得第二方向的第二整周期波形数据，具体计算过程同理于上述第一整周期波形数据的计算过程，此处不再赘述。
30.s102：基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率。
31.上述确定第一整周期波形数据后，进一步地，如图2所示，本公开实施例可以基于该第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向(x方向)的固有频率，该固有频率可以被称为第一固有频率，其可以用f0表示。其中，为实现降低频谱泄露的目的，本实施例可以截取合适的周期进行分析，获得塔架在第一方向实际的第一固有频率f0。
32.一些实施例，在根据第一方向加速度振动数据和第二方向加速度振动数据，对风机塔架进行共振预警时，本实施例还基于第二整周期波形数据，确定风机塔架在第二方向(y方向)的第二固有频率，确定过程同理于第一固有频率，此处不再赘述。
33.本公开实施例，通过自谱分析现场监测数据来提取塔架固有频率，能有效识别塔架刚度是否存在退化现象，无需人为修正塔架固有频率，进而提高预警的准确性。
34.s103：对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值。
35.进一步地，本公开实施例进行共振能量占比分析。其中，占比分析需要对第一整周期波形数据进行带通滤波，即：对第一整周期波形数据中比频带下限低、比上限高的信号加以衰减或抑制处理。
36.图3是根据本公开实施例提供的风机塔架共振能量占比分析以及预警过程示意图，如图3所示，同步采集的主轴水平向振动加速度时域序列x例如对应于本公开实施例的第一方向加速度振动数据，水平侧向振动加速度时域序列y对应于本公开实施例的第二方向加速度振动数据，图3左侧的振动加速度时域序列x对应第一整周期波形数据，图3右侧的振动加速度时域序列y对应第二整周期波形数据，而本公开实施例可以根据振动加速度时域序列x和/或振动加速度时域序列y进行振能量占比分析。
37.具体地，如图3所示，本公开实施例可以对第一整周期波形数据进行运行频带的带通滤波处理，其中，机组支撑结构运行频带一般在0.1～1hz之间，本实施例可以基于该运行频带区间对第一整周期波形数据进行运行频响带通滤波，滤波后的数据可以用signal
x1
表示。
38.进一步地，本实施例可以对滤波后的数据signal
x1
计算能量值，该能量值可以被称为第一能量值，其可以用rms
x1
表示，一些实施例，能量值计算公式如下：
[0039][0040]
其中，rms为能量值，n为signalx1的数据点数，x表示signal
x1
的数值。
[0041]
一些实施例，如图3所示，还可以对第二整周期波形数据进行运行频带的带通滤波，滤波后的数据可以用signal
y1
表示；进一步地，本实施例可以对滤波后的signal
y1
计算能量值，该能量值可以被称为第三能量值，其可以用rms
y1
表示，具体计算过程同理于第一能量值，此处不再赘述。
[0042]
s104：基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值。
[0043]
其中，机组支撑结构共振带通常为第一固有频率f0
±
10％之间。如图3所示，本实施例首先可以基于第一固有频率f0确定共振带，例如0.9f0到1.1f0hz之间；进一步地，基于该共振带对第一整周期波形数据进行共振带的带通滤波处理，滤波后的数据可以用signal
x2
表示。
[0044]
进一步地，本实施例计算signal
x2
的能量值，该能量值可以被称为第二能量值，其可以用rms
x2
表示，计算过程同理于上述第一能量值，此处不再赘述。
[0045]
一些实施例，如图3所示，还可以基于第二固有频率对第二整周期波形数据进行共振带滤波，滤波后的数据可以用signal
y2
表示；进一步地，计算signal
y2
的能量值，该能量值可以被称为第四能量值，其可以用rms
y2
表示，具体计算过程同理于第一能量值，此处不再赘述。
[0046]
s105：计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比。
[0047]
进一步地，本公开实施例可以计算第一能量值rms
x1
与第二能量值rms
x2
的能量占比，即：计算rms
x2
和rms
x1
的比值，该比值可以被称为第一能量占比x，也可以称为共振指数。
[0048]
同理，本公开实施例还可以计算第三能量值rms
y1
与第四能量值rms
y2
的第二能量占比y。
[0049]
s106：根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。
[0050]
其中，设定阈值也可以称为能量占比阈值，本实施例可以将第一能量占比x和设定阈值进行比较，如果第一能量占比x大于设定阈值，则表示塔架会发生共振，在这种情况下，本实施例需要进行风机塔架共振预警。
[0051]
一些实施例，还可以根据第一能量占比x、第二能量占比y和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警，在第一能量占比和/或第二能量占比大于设定阈值的情况下，确定进行共振预警。
[0052]
一些实施例，如图3所示，可以确定第一能量占比x、第二能量占比y中的最大值，即：max(x，y)，将最大值与设定阈值进行比较，如果最大值大于设定阈值则进行预警。
[0053]
在实际应用中，采用能量占比阈值来进行共振预警可以在一定程度上放开塔架加速度振动的限制，以降低发电量的损失，但是放开加速度限制有可能带来额外的振动疲劳损伤，鉴于此，本公开实施例可以通过评估振动疲劳损伤的大小对共振能量的设定阈值进行动态调整。
[0054]
具体地，图4是根据本公开实施例提供的自适应振动能量阈值调整流程示意图，如图4所示，本公开实施例可以对风机机组的运行状态进行分组，其中，额定工况以下区域例如以转速进行分组，例如：额定工况以下时1000-1500转为一个分组，1501-2000转为一个分组等；而额转定工况以上区域例如以变桨角度进行分组，例如：额定工况以上0-1
°
的变桨角度为一个分组，1-2
°
变桨角度为一个分组等，对此不作限制。其中，不同工况分组的振动量级不同，进而寿命损伤也不同。
[0055]
进一步地，本公开实施例预先可以采用仿真方法，增加塔架1阶和2阶激励，确定不同振动量级对应的寿命损伤d(以10min为单位)。
[0056]
进一步地，通过拟合函数计算或者查表法对寿命损伤d进行计算，只需保证能快速估算机组在不同的运行状态下不同的振动量级对应的等效寿命损伤。
[0057]
而本公开实施例中，在根据第一能量占比和设定阈值确定是否进行风机塔架共振预警之前，首先可以确定当前时刻风机机组的寿命损伤累加值，其中，当前时刻既是采集振动加速度数据的时刻。
[0058]
一些实施例，确定当前时刻所在的时间间隔。举例而言，本实施例的时间间隔例如为一小时，则全天分为24个时间间隔，而当前时刻例如为10:30，则当前时刻所在的时间间隔为10:00-11:00；进一步地，确定风机机组在时间间隔内经过的工况类别，也即是说，确定10:00-10:30所经过的工况类别(即，分组)，并确定每种工况类别对应的寿命损伤值；进一步地，将寿命损伤值进行累加得到寿命损伤累加值d。
[0059]
进一步地，判断寿命损伤累加值d与设计值的大小关系，在寿命损伤累加值d小于设计值的情况下，本实施例可以增大设定阈值，在寿命损伤累加值d大于设计值的情况下，本实施例可以缩小设定阈值。其中，设计值可以根据实际应用场景灵活设定，对此不作限制。
[0060]
从而，本实施例结合自适应振动能量阈值调整，可确保机组振动疲劳损伤小于设计值。所开发风电机组支撑结构共振监测系统，对于识别塔架共是否共振，保障风机在使用寿命内安全运行具有至关重要意义。
[0061]
本实施例中，通过根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，第一方向为x方向或者y方向，并基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率，并对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值，并基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值，并计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比，以及根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警，能够进行共振能量占比分析，提升共振识别的准确性，此外利用共振能量阈值进行共振预警，可以在一定程度上放开塔架共振的限制，无需当风机转频与塔架固有频率一出现重合便进行跳转速控制，降低频繁的跳转速控制带来发电量的损失。
[0062]
图5是根据本公开另一实施例提供的风机塔架共振预警装置的示意图。如图5所示，该风机塔架共振预警装置50包括：
[0063]
第一确定模块501，用于根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，第一方向为x方向或者y方向；
[0064]
第二确定模块502，用于基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率；
[0065]
第一计算模块503，用于对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值；
[0066]
第二计算模块504，用于基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值；
[0067]
第三计算模块505，用于计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比；以及
[0068]
第三确定模块506，用于根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。
[0069]
一些实施例，装置50还包括：第四确定模块，用于根据风机塔架的第二方向加速度振动数据，确定风机塔架在第二方向的第二整周期波形数据，其中，第二方向为x方向或者y方向、且与第一方向不同；第五确定模块，用于基于第二整周期波形数据，确定风机塔架在第二方向的第二固有频率；第四计算模块，用于对第二整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第三能量值；第五计算模块，用于基于第二固有频率对第二整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第四能量值；第六计算模块，用于计算第三能量值与第四能量值的第二能量占比；并且，第三确定模块506，具体用于：根据第一能量占比、第二能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。
[0070]
一些实施例，第一确定模块501，具体用于：对第一方向加速度振动数据进行自相关分析，以确定第一自相关函数；对第一自相关函数进行自功率谱密度函数分析，以获得第一整周期波形。
[0071]
一些实施例，第四确定模块，具体用于：对第二方向加速度振动数据进行自相关分析，以确定第二自相关函数；对第二自相关函数进行自功率谱密度函数分析，以获得第二整周期波形。
[0072]
一些实施例，预警模块505，具体用于：在第一能量占比和/或第二能量占比大于设定阈值的情况下，确定进行共振预警。
[0073]
一些实施例，装置50还包括：第三确定模块，用于确定当前时刻风机机组的寿命损伤累加值；以及调节模块，用于在寿命损伤累加值小于设计值的情况下，增大设定阈值，否则缩小设定阈值。
[0074]
一些实施例，第三确定模块，具体用于：确定当前时刻所在的时间间隔；确定风机机组在时间间隔内经过的工况类别，并确定每种工况类别对应的寿命损伤值；以及将寿命损伤值进行累加得到寿命损伤累加值。
[0075]
本实施例中，通过根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，第一方向为x方向或者y方向，并基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率，并对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值，并基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值，并计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比，以及根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警，能够进行共振能量占比分析，提升共振识别的准确性，此外利用共振能量阈值进行共振预警，可以在一定程度上放开塔架共振的限制，无需当风机转频与塔架固有频率一出现重合便进行跳转速控制，降低频繁的跳转速控制带来发电量的损失。
[0076]
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种计算机设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
[0077]
为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行如本公开前述实施例提出的风机塔架共振预警方法。
[0078]
图6示出了适于用来实现本公开实施方式的示例性计算机设备的框图。图6显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0079]
如图6所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0080]
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(industry standard architecture；以下简称：isa)总线，微通道体系结构(micro channel architecture；以下简称：mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(video electronics standards association；以下简称：vesa)局域总线以及外围组件互连(peripheral component interconnection；以下简称：pci)总线。
[0081]
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0082]
存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(random access memory；以下简称：ram)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示，通常称为“硬盘驱动
器”)。
[0083]
尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(compact disc read only memory；以下简称：cd-rom)、数字多功能只读光盘(digital video disc read only memory；以下简称：dvd-rom)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本公开各实施例的功能。
[0084]
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本公开所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0085]
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(local area network；以下简称：lan)，广域网(wide area network；以下简称：wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0086]
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用，例如实现前述实施例中提及的风机塔架共振预警方法。
[0087]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0088]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
[0089]
需要说明的是，在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0090]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0091]
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述
实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0092]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0093]
此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0094]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0095]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0096]
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种风机塔架共振预警方法，其特征在于，包括：根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定所述风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，所述第一方向为x方向或者y方向；基于所述第一整周期波形数据，确定所述风机塔架在第一方向的第一固有频率；对所述第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值；基于所述第一固有频率对所述第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值；计算所述第一能量值与所述第二能量值的第一能量占比；以及根据所述第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述风机塔架的第二方向加速度振动数据，确定所述风机塔架在第二方向的第二整周期波形数据，其中，所述第二方向为x方向或者y方向、且与所述第一方向不同；基于所述第二整周期波形数据，确定所述风机塔架在第二方向的第二固有频率；对所述第二整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第三能量值；基于所述第二固有频率对所述第二整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第四能量值；计算所述第三能量值与所述第四能量值的第二能量占比；并且，所述根据所述第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警，包括：根据所述第一能量占比、所述第二能量占比和所述设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定所述风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，包括：对所述第一方向加速度振动数据进行自相关分析，以确定第一自相关函数；对所述第一自相关函数进行自功率谱密度函数分析，以获得所述第一整周期波形数据。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述风机塔架的第二方向加速度振动数据，确定所述风机塔架在第二方向的第二整周期波形数据，包括：对所述第二方向加速度振动数据进行自相关分析，以确定第二自相关函数；对所述第二自相关函数进行自功率谱密度函数分析，以获得所述第二整周期波形数据。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一能量占比、所述第二能量占比和所述设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警，包括：在所述第一能量占比和/或所述第二能量占比大于所述设定阈值的情况下，确定进行共振预警。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警之前，还包括：确定当前时刻风机机组的寿命损伤累加值；以及在所述寿命损伤累加值小于设计值的情况下，增大所述设定阈值，否则缩小所述设定
阈值。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述风机塔架当前所在时间间隔机组的寿命损伤累加值，包括：确定所述当前时刻所在的时间间隔；确定所述风机机组在所述时间间隔内经过的工况类别，并确定每种工况类别对应的寿命损伤值；以及将所述寿命损伤值进行累加得到所述寿命损伤累加值。8.一种风机塔架共振预警装置，其特征在于，包括：第一确定模块，用于根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定所述风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，所述第一方向为x方向或者y方向；第二确定模块，用于基于所述第一整周期波形数据，确定所述风机塔架在第一方向的第一固有频率；第一计算模块，用于对所述第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值；第二计算模块，用于基于所述第一固有频率对所述第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值；第三计算模块，用于计算所述第一能量值与所述第二能量值的第一能量占比；以及第三确定模块，用于根据所述第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第四确定模块，用于根据所述风机塔架的第二方向加速度振动数据，确定所述风机塔架在第二方向的第二整周期波形数据，其中，所述第二方向为x方向或者y方向、且与所述第一方向不同；第五确定模块，用于基于所述第二整周期波形数据，确定所述风机塔架在第二方向的第二固有频率；第四计算模块，用于对所述第二整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第三能量值；第五计算模块，用于基于所述第二固有频率对所述第二整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第四能量值；第六计算模块，用于计算所述第三能量值与所述第四能量值的第二能量占比；并且，所述第三确定模块，具体用于：根据所述第一能量占比、所述第二能量占比和所述设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警。10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本公开提出一种基于共振能量占优的风机塔架共振预警方法，包括：根据风机塔架的第一方向加速度振动数据，确定风机塔架在第一方向的第一整周期波形数据，其中，第一方向为X方向或者Y方向，并基于第一整周期波形数据，确定风机塔架在第一方向的第一固有频率，并对第一整周期波形数据进行运行频带滤波，并计算第一能量值，并基于第一固有频率对第一整周期波形数据进行共振带滤波，并计算第二能量值，并计算第一能量值与第二能量值的第一能量占比，以及根据第一能量占比和设定阈值，确定是否进行风机塔架共振预警，能够进行共振能量占比分析，提升共振识别的准确性，此外降低频繁的跳转速控制带来发电量的损失。控制带来发电量的损失。控制带来发电量的损失。


技术研发人员：符浩 赵勇 王忠杰 韩斌 陈臣
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/6/7