一种风能发电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种风能发电系统，包括柱形空气流通道、安装于所述柱形空气流通道内部的风能发电机组、用于对风能发电机组进行故障检测的风能发电机组故障检测装置、报警器，所述柱形空气流通道为两端开放内部中空的柱形通道，所述柱形空气流通道的最大横截面直径小于其自身高度的三分之一，该风能发电机组故障检测装置在风能发电机组发生故障时驱使报警器进行报警。本发明专利技术除建造通道以及风力发电机组的费用外，整个运转过程将不会消耗任何资源，有效地解决了清洁能源问题；通过设置风能发电机组故障检测装置，能够及时对风能发电机组进行故障检测识别，从而及时获知风能发电机组的状态，确保风能发电系统的正常运作。

Wind power generation system

The invention provides a wind power generation system comprises a cylindrical air flow channel, mounted on the cylindrical air flow channel inside the wind power generator for wind turbine fault alarm detection device, fault detection of wind turbine, the cylindrical air flow channel is open at both ends inside the hollow column channel, the cylindrical air flow channel cross-sectional diameter smaller than the maximum height of 1/3, the wind turbine fault detection device in wind turbine driven alarm fault alarm. The present invention in addition to the construction of channels and wind power generation costs, the whole operation will not consume any resources, effectively solve the problem of clean energy; the wind power generator set fault detection device, can timely on wind turbine fault detection identification, and to obtain the wind power generator state in a timely manner, to ensure the normal operation of wind power system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电领域，具体涉及一种风能发电系统。
技术介绍
自然界中空气的流动是一种非常复杂的自然现象，产生空气的流动原因很多很复杂，主要有以下因素：温度，地球表面的太阳光照有时间性，照射到的地球表面的温度高，照射不到的地方温度低，这样会产生局部温度的差异。压力，温度的变化会使各种物体的体积发生变化，空气会随着温度的变化体积也会随之变化，不同体积的空气产生的压力不同，压力会使得空气产生流通。距离地球表面越近空气含量越高，压力越大，反之距离地球表面越远空气含量越低，压力也就越小。可见空气的流通必须具备压力差，而压力差越大空气的流动性能越强，也就具备越多的能量。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种风能发电系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种风能发电系统，包括柱形空气流通道、安装于所述柱形空气流通道内部的风能发电机组、用于对风能发电机组进行故障检测的风能发电机组故障检测装置、报警器，所述柱形空气流通道为两端开放内部中空的柱形通道，所述柱形空气流通道的最大横截面直径小于其自身高度的三分之一，该风能发电机组故障检测装置在风能发电机组发生故障时驱使报警器进行报警。本专利技术的有益效果为：利用空气的流动推动风轮旋转产生电能，整个转化过程充分利用自然现象，除建造通道以及风力发电机组的费用外，整个运转过程将不会消耗任何资源，不产生污染，可持续发展性强，有效地解决了清洁能源问题；通过设置风能发电机组故障检测装置，能够及时对风能发电机组进行故障检测识别，从而及时获知风能发电机组的状态，确保风能发电系统的正常运作。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术的结构连接示意图；图2是本专利技术一个实施例的风能发电机组故障检测装置的结构框图。附图标记：柱形空气流通道1、风能发电机组2、报警器3、风能发电机组故障检测装置4、风轮5、控制器6、永磁发电装置7、振动信号获取模块100、振动信号降噪模块200、故障特征提取模块300、故障识别模块400。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例的一种风能发电系统，包括柱形空气流通道1、安装于所述柱形空气流通道1内部的风能发电机组2、用于对风能发电机组2进行故障检测的风能发电机组故障检测装置4、报警器，所述柱形空气流通道1为两端开放内部中空的柱形通道，所述柱形空气流通道1的最大横截面直径小于其自身高度的三分之一，该风能发电机组故障检测装置4在风能发电机组2发生故障时驱使报警器进行报警。优选地，所述风能发电机组2包括风轮5，所述风轮5运转平面与柱形空气流通道1的中心轴线垂直设置。进一步地，所述风能发电机组2还包括永磁发电装置7，所述风轮5通过转轴与所述永磁发电装置7相连，所述风轮5转动驱动所述永磁发电装置7发电。本专利技术上述实施例利用空气的流动推动风轮5旋转产生电能，整个转化过程充分利用自然现象，除建造通道以及风力发电机组的费用外，整个运转过程将不会消耗任何资源，不产生污染，可持续发展性强，有效地解决了清洁能源问题；通过设置风能发电机组故障检测装置4，能够及时对风能发电机组2进行故障检测识别，从而及时获知风能发电机组2的状态，确保风能发电系统的正常运作。参见图2，所述风能发电机组故障检测装置4包括依次连接的振动信号获取模块100、振动信号降噪模块200、故障特征提取模块300和故障识别模块400；所述振动信号获取模块100，用于利用加速度传感器获取风能发电机组2在正常状态下及各种故障状态下运行时的原始振动信号；所述振动信号降噪模块200用于对原始振动信号进行降噪处理；所述故障特征提取模块300用于提取降噪后的振动信号的故障特征信息；所述故障识别模块400用于建立故障诊断模型，并采用提取的故障特征信息对该故障诊断模型进行训练，从而基于训练完的故障诊断模型对风能发电机组2进行故障识别。所述振动信号降噪模块200包括信号初步降噪子模块、信号二级降噪子模块和信号末级降噪子模块；所述信号初步降噪子模块用于利用最小熵反褶积的自适应分析方法对原始振动信号进行初步降噪；所述信号二级降噪子模块用于对经过信号初步降噪子模块处理后的振动信号进行二次降噪；所述信号末级降噪子模块用于基于改进的综合经验模态算法对信号二级降噪后的振动信号进行末级降噪。本优选实施例对获取的原始振动信号进行多次降噪，能够有效地消除噪声对数据的影响，从而有利于提高对风能发电机组2进行故障特征提取的精度。优选地，所述提取降噪后的振动信号的故障特征信息，具体包括：通过二阶循环自相关函数对降噪后的振动信号进行解调分析，获得二阶循环自相关函数，对该二阶循环自相关函数进行时域切片，获得时域切片信号，从而提取出振动信号的故障特征信息。其中，所述利用最小熵反褶积的自适应分析方法对原始振动信号进行初步降噪，包括：(1)采用范数衡量熵的大小，并把其作为目标函数，求目标函数的最大值，将该目标函数的最大值作为最优滤波器系数；(2)运用该最优滤波器系数对原始振动信号进行反褶积运算，得出滤波器系数，使用得到的滤波器系数设计FIR滤波器对原始振动历史信号进行滤波。本优选实施例中，通过上述方式有效降低原始振动信号中的噪声部分，能够提高原始振动信号的信噪比，削弱噪声对综合经验模态分解后的微弱信号特征提取的干扰，进一步提高对风能发电机组2进行故障特征提取的精度，有益于对风能发电机组2进行精确的故障识别，确保在风能发电机组2发生故障时能够得到及时的维修，保证风能发电系统的正常运行。优选地，所述对经过信号初步降噪子模块处理后的振动信号进行二次降噪，具体包括：(1)对经过信号初步降噪子模块降噪的振动信号进行小波转换，得到不同频带上的振动信号；(2)采用滑动窗技术对各频带上的振动信号进行分段处理，提取振动信号的时间序列Z和P，以及各段信号的小波系数其中g＝1，2，3…，为振动信号的频带数，m＝1，2，3…，为小波系数的序列，对振动信号的功率谱密度进行一阶平滑处理，得到平滑后的振动信号L(S,P)；(3)设定各个频带上平滑后的振动信号中各段信号的阀值，根据设定的阀值对各段信号进行降噪，削除超出阀值以外的振动信号，然后将降噪后的各段信号进行重构，之后进入信号末级降噪子模块进行进一步降噪处理。本优选实施例对经过信号初步降噪子模块处理后的振动信号进行二次降噪处理，能够使得各段噪声处理更加灵活准确，降噪效果更好，为对风能发电机组2的故障特征提取奠定了良好的基础，利于实现风能发电机组2故障的精确识别。优选地，设L(S,P)表示时间序列为S和P的平滑后的振动信号，L(S-1,P)为时间序列为S-1和P的平滑后的振动信号，设定L(0,P)＝0，引入认为设定的阈值系数β，进行二次降噪时，采用以下经过优化的平滑公式得到平滑后的振动信号：式中，|U(S,P)|2为振动信号L(S,P)所对应频带的功率谱密度，N为采用的窗函数的长度。在本实施例中，对平滑后的振动信号的计算时考虑了阀值系数和窗函数的长度的影响，从而确保了平滑处理的精确度，且具有适用范围广的优点，有利于更好地对风能发电机组2的原始振动信号进行降噪。优选地，按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风能发电系统，其特征是：包括柱形空气流通道、安装于所述柱形空气流通道内部的风能发电机组、用于对风能发电机组进行故障检测的风能发电机组故障检测装置、报警器，所述柱形空气流通道为两端开放内部中空的柱形通道，所述柱形空气流通道的最大横截面直径小于其自身高度的三分之一，该风能发电机组故障检测装置在风能发电机组发生故障时驱使报警器进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种风能发电系统，其特征是：包括柱形空气流通道、安装于所述柱形空气流通道内部的风能发电机组、用于对风能发电机组进行故障检测的风能发电机组故障检测装置、报警器，所述柱形空气流通道为两端开放内部中空的柱形通道，所述柱形空气流通道的最大横截面直径小于其自身高度的三分之一，该风能发电机组故障检测装置在风能发电机组发生故障时驱使报警器进行报警。2.根据权利要求1所述的一种风能发电系统，其特征是：所述风能发电机组包括风轮，所述风轮运转平面与柱形空气流通道的中心轴线垂直设置。3.根据权利要求2所述的一种风能发电系统，其特征是：所述风能发电机组还包括永磁发电装置，所述风轮通过转轴与所述永磁发电装置相连，所述风轮转动驱动所述永磁发电装置发电。4.根据权利要求3所述的一种风能发电系统，其特征是：所述风能发电机组故障检测装置包括依次连接的振动信号获取模块、振动信号降噪模块、故障特征提取模块和故障识别模块；所述振动信号获取模块，用于利用加速度传感器获取风能发电机组在正常状态下及各种故障状态下运行时的原始振动信号；所述振动信号降噪模块用于对原始振动信号进行降噪处理；所述故障特征提取模块用于提取降噪后的振动信号的故障特征信息；所述故障识别模块用于建立故障诊断模型，并采用提取的故障特征信息对该故障诊断模型进行训练，从而基于训练完的故障诊断模型对风能发电机组进行故障识别；所述振动信号降噪模块包括信号初步降噪子模块、信号二级降噪子...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海源紊新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31