一种风力发电机高速轴运行实时状态监控方法及系统技术方案

一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法，包括以下步骤：a)在风电机组高速轴处安装有打滑角度及对中值检测装置；b)测量高速轴扭矩限制器打滑角度及高速轴对中值；c)将打滑角度及高速轴对中值通过无线方式传输给信号处理模块；d)对打滑角度及对中值进行分析，得到扭矩限制器的健康状态及高速轴的对中状态；e)根据扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态输出与之相应的功率预设值，当扭矩限制器状态为失效或高速轴对中状态为差时，机组停机保护。以及提供一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控系统。本发明专利技术有效监控高速轴的运行实时状态并减小不对中对机组的危害。

A real-time monitoring method and system for high speed shaft operation of wind turbines

A real-time condition monitoring method for high-speed shaft operation of wind turbines includes the following steps: a) installing slip angle and median detection device at high-speed shaft of wind turbines; b) measuring slip angle of high-speed shaft torque limiter and high-speed axis median; c) transmitting slip angle and high-speed axis median through wireless mode to wind turbines. Signal processing module; d) The slip angle and the median are analyzed to get the health state of the torque limiter and the middle state of the high-speed axis; e) According to the health state of the torque limiter and the middle state of the high-speed axis, the corresponding power preset value is output, when the state of the torque limiter is invalid or the middle state of the high-speed axis is poor. The unit is shut down for protection. And provide a real-time monitoring system for high speed shaft operation of wind turbines. The invention effectively monitors the real-time state of the high-speed shaft and reduces the harm of the misalignment to the unit.

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机高速轴运行实时状态监控方法及系统
本专利技术涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电机高速轴运行实时状态监控方法及系统。
技术介绍
风力发电机组齿轮箱将风轮的低速旋转转换成发电机轴的高速旋转，在此过程中，联轴器发挥着传输转矩及纠正齿轮箱轴和发电机轴的同轴度偏差的功能，联轴器上设置打滑保护装置，当发生发电机短路或电网故障时，联轴器发生打滑阻止过大的扭矩对齿轮箱高速轴的冲击，起到保护齿轮箱的作用。因此有必要对高速轴运行实时状态进行实时监测，当发生比较严重的问题时，及时进行报警，防止严重故障发生。目前行业整机对高速轴的运行实时状态监测做的工作比较缺乏，导致问题发生时无法及时有效地找到解决办法，造成经济损失。总体来说，存在以下问题：1、因齿轮箱及发电机和机架是通过弹性支撑连接的，机组运行过程中高速轴的对中偏差值是一个变化量，如果不能及时进行监控，当偏差值超过允许的范围仍然继续运行将对机组造成很大破坏；2、当高速轴发生过载时，打滑保护装置会发生打滑，说明存在一定的冲击，如果没有监测高速轴的对中状态，则有可能在持续的不对中状态下运行一段时间后，造成联轴器或两端轴承的损坏。3、打滑保护装置发生持续的打滑，没有及时监测和报警，会导致联轴器产生高温，对机组安全运行是一个大的隐患。
技术实现思路
为了克服现有的风力发电机无法实时监控高速轴运行状态的不足，为了有效监控高速轴的运行实时状态并减小不对中对机组的危害，本专利技术提供了一种风力发电机高速轴运行实时状态监控方法及其系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法，所述方法包括以下步骤：a)在风电机组高速轴处安装有打滑角度及对中值检测装置；b)通过打滑角度及对中值检测装置测量高速轴扭矩限制器打滑角度及高速轴对中值；c)打滑角度及对中值检测装置将打滑角度及高速轴对中值通过无线方式传输给信号处理模块；d)信号处理模块对打滑角度及对中值进行分析，得到扭矩限制器的健康状态及高速轴的对中状态；e)根据扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态输出与之相应的功率预设值，当扭矩限制器状态为失效或高速轴对中状态为差时，机组停机保护。进一步，所述步骤d)中，通过对比实测打滑角度θ和预设打滑角度极限值θl，当θ>θl时，扭矩限制器状态判定为失效，机组停机；当θ<θl时，扭矩限制器状态判定为正常。再进一步，所述步骤d)中，ΔR为不对中偏差，ΔRl为预设极限偏差值，ΔRp为预设允许偏差值；当ΔR＜ΔRp，判定机组对中状态为良好，满功率运行；当ΔRp≤ΔR＜ΔRl，判定机组对中状态为中等，机组限功率运行，择期进行重新对中；当ΔR≥ΔRl，判断机组对中状态为差，机组停机保护。更进一步，所述步骤e)，当扭矩限制器的状态为失效时，则机组停机；当扭矩限制器的状态为正常时，进一步判定机组的对中状态；当机组对中状态为良好时，机机组可满功率运行；当机组对中状态为中等时，限功率运行；当机组对中状态为差时，机组停机。一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控系统，所述系统包括：打滑角度及对中值检测装置，用于对扭矩限制器实时打滑角度和高速轴实时对中数据进行测量；信号处理模块，用于根据扭矩限制器的实时打滑角度和高速轴对中实时数据，分析扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态。监控模块，用于根据扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态进行机组的功率调节和系统控制，保护机组安全。进一步，所述打滑角度及对中值检测装置包括激光发射装置和激光接收装置，激光接收装置接收激光信号，并通过无线的方式将实时打滑角度输出给信号处理模块；所述激光发射器安装于高速轴联轴器左端，靠近齿轮箱侧；所述激光接收装置安装于高速轴右端，靠近发电机侧。更进一步，所述信号处理模块安装于发电机前端下方的机架上。所述监控模块集成于主控系统中，所述监控模块安装于机舱主控柜中。本专利技术的有益效果主要表现在：1、同时实现高速轴打滑监测和对中监测；2、及时监测联轴器打滑失效，确保机组安全运行；3、通过功率的调节，控制不对中偏差在要求的范围内，降低不对中对机组的危害。附图说明图1是一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法示意图。图2是打滑角度及对中值检测装置示意图，其中，(a)是激光发射装置示意图，(b)是激光接收装置示意图。图3是高速轴运行实时状态监控流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图3，一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法，所述方法包括以下步骤：a)在风电机组高速轴处安装有打滑角度及对中值检测装置、信号处理模块组成的可实时监测扭矩限制器健康状态及高速轴对中状态的监测系统；b)通过打滑角度及对中值检测装置测量高速轴扭矩限制器打滑角度及高速轴对中值；c)打滑角度及对中值检测装置将打滑角度及高速轴对中值通过无线方式传输给信号处理模块；d)信号处理模块对打滑角度及对中值进行分析，得到扭矩限制器的健康状态及高速轴的对中状态；e)根据扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态输出与之相应的功率预设值，当扭矩限制器状态为失效或高速轴对中状态为差时，机组停机保护。进一步，所述步骤d)中，通过对比实测打滑角度θ和预设打滑角度极限值θl，当θ>θl时，扭矩限制器状态判定为失效，机组停机；当θ<θl时，扭矩限制器状态判定为正常。所述步骤d)中，ΔR为不对中偏差，ΔRl为预设极限偏差值，ΔRp为预设允许偏差值；当ΔR＜ΔRp，判定机组对中状态为良好，满功率运行；当ΔRp≤ΔR＜ΔRl，判定机组对中状态为中等，机组限功率运行，择期进行重新对中；当ΔR≥ΔRl，判断机组对中状态为差，机组停机保护。所述步骤e)，当扭矩限制器的状态为失效时，则机组停机；当扭矩限制器的状态为正常时，进一步判定机组的对中状态；当机组对中状态为良好时，机机组可满功率运行；当机组对中状态为中等时，限功率运行；当机组对中状态为差时，机组停机。一种风力发电机组高速轴运行实时状态监测系统，所述系统包括：打滑角度及对中值检测装置，用于对扭矩限制器实时打滑角度和高速轴实时对中数据进行测量；信号处理模块，用于根据扭矩限制器的实时打滑角度和高速轴对中实时数据，分析扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态。监控模块，用于根据扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态进行机组的功率调节和系统控制，保护机组安全。进一步，所述打滑角度及对中值检测装置，主要包括激光发射装置、激光接收装置。激光接收装置接收激光信号，并通过无线的方式将实时打滑角度输出给信号处理模块。所述激光发射器安装于高速轴联轴器左端，靠近齿轮箱侧。所述激光接收装置安装于高速轴右端，靠近发电机侧。进一步，所述信号处理模块，用于根据扭矩限制器实时打滑角度和对中实时数据，分析扭矩限制器的健康状态和高速轴对中状态。所述信号处理模块安装于发电机前端下方的机架上。所述监控模块集成于主控系统中，监控模块根据扭矩限制器的健康状态和高速轴对中状态，对机组的功率进行调节和控制，保证机组安全。所述监控模块安装于机舱主控柜中。本实施例的风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法如图1所示，主要包括激光发射装置11、激光接收装置12、信号处理模块13、监控模块14。激光发射装置产出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a)在风电机组高速轴处安装有打滑角度及对中值检测装置；b)通过打滑角度及对中值检测装置测量高速轴扭矩限制器打滑角度及高速轴对中值；c)打滑角度及对中值检测装置将打滑角度及高速轴对中值通过无线方式传输给信号处理模块；d)信号处理模块对打滑角度及对中值进行分析，得到扭矩限制器的健康状态及高速轴的对中状态；e)根据扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态输出与之相应的功率预设值，当扭矩限制器状态为失效或高速轴对中状态为差时，机组停机保护。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a)在风电机组高速轴处安装有打滑角度及对中值检测装置；b)通过打滑角度及对中值检测装置测量高速轴扭矩限制器打滑角度及高速轴对中值；c)打滑角度及对中值检测装置将打滑角度及高速轴对中值通过无线方式传输给信号处理模块；d)信号处理模块对打滑角度及对中值进行分析，得到扭矩限制器的健康状态及高速轴的对中状态；e)根据扭矩限制器的健康状态和高速轴的对中状态输出与之相应的功率预设值，当扭矩限制器状态为失效或高速轴对中状态为差时，机组停机保护。2.如权利要求1所述的一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法，其特征在于，所述步骤d)中，通过对比实测打滑角度θ和预设打滑角度极限值θl，当θ>θl时，扭矩限制器状态判定为失效，机组停机；当θ<θl时，扭矩限制器状态判定为正常。3.如权利要求1或2所述的一种风力发电机组高速轴运行实时状态监控方法，其特征在于，所述步骤d)中，ΔR为不对中偏差，ΔRl为预设极限偏差值，ΔRp为预设允许偏差值；当ΔR＜ΔRp，判定机组对中状态为良好，满功率运行；当ΔRp≤ΔR＜ΔRl，判定机组对中状态为中等，机组限功率运行，择期进行重新对中；当ΔR≥ΔRl，判断机组对中状态为差，机组停机保护。4.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈棋，罗勇水，徐宗贤，芮品先，陈宏钢，
申请(专利权)人：浙江运达风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33