风电机组叶轮不平衡检测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种风电机组叶轮不平衡检测方法、装置、设备及存储介质，包括：采集多个连续采集时段的运行数据；获取每组运行数据的叶轮一阶转频特征向量，构建特征向量组根据所述特征向量组，获取气动不平衡检测结果和/或质量不平衡检测结果。本发明专利技术结合纵向趋势分析和横向多通道融合的预警逻辑，采用以机舱前后振动为主的气动不平衡检测，采用机舱侧向振动为主的质量不平衡检测，并辅以其它敏感度较低的关联通道，相比单通道检测更全面，同时结合时域范围内的多组运行数据的纵向趋势分析，能有效地降低局部异常点误判现象，并提高不平衡检测的精度。测的精度。测的精度。

【技术实现步骤摘要】
风电机组叶轮不平衡检测方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及智能检测
，尤其涉及一种风电机组叶轮不平衡检测方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]风电机组长期在野外工作，运行环境通常都比较恶劣，致使风电机组的故障率较高，其故障发生的原因也是多种多样，主要包括叶片会因风沙、结冰和质量分布不均等造成质量不平衡。近年来，随着低风速机型的推广，叶片长度的不断增加，由气动不平衡引发的振动也越来越受到主机厂商和业主的关注。由于长期叶轮不平衡不仅会影响自身的动力性能，同时会给风电机组其它部件产生很大的损伤。因此，及时准确地识别风电机组叶轮不平衡故障具有重要意义。
[0003]现有技术在进行风电机组叶轮不平衡检测时，主要是根据叶轮的轴向振动(即前后振动)对其质量不平衡进行检测，但据实践证明，部分机位在一倍旋转频率下的轴向振动较小，但转速幅值较大时，亦存在气动不平衡故障，故仅考虑轴向振动较为片面。
[0004]另外，现有技术在进行风电机组叶轮不平衡检测时，一般是采用单点预警的方式，即对某个时间点所检测到的运行数据进行独立分析，但由于实际运行中，难免出现个别异常点，单点预警可能的误判。
[0005]有鉴于此，亟需改进现有的检测手段，以提高叶轮不平衡检测的精度。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种风电机组叶轮不平衡检测方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中在进行叶轮不平衡检测是数据单一，导致精度低的缺陷。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种风电机组叶轮不平衡检测方法，包括：
[0008]采集风电机组在多个连续采集时段内的运行数据；
[0009]获取每个采集时段内的所述运行数据所对应的叶轮一阶转频特征向量，以构建特征向量组；
[0010]根据所述特征向量组，获取气动不平衡检测结果和/或质量不平衡检测结果；
[0011]所述气动不平衡检测结果是基于连续K1个机舱前后振动信号幅值与第一预设阈值的比较结果确定的；
[0012]所述质量不平衡检测结果是基于连续K2个机舱侧向振动信号幅值与第二预设阈值的比较结果确定的。
[0013]根据本专利技术提供的一种的风电机组叶轮不平衡检测方法，所述运行数据包括主轴转速或发电机转速中的至少一种、机舱前后振动加速度和机舱侧向振动加速度；
[0014]所述获取每个采集时段内的所述运行数据所对应的叶轮一阶转频特征向量，具体包括：
[0015]根据每个采集时段内的所述主轴转速或发电机转速的功率谱密度变换，获取转速
功率谱序列对；
[0016]对每个采集时段内的所述机舱前后振动加速度进行快速傅里叶变换，获取机舱前后振动幅频谱序列对；
[0017]对每个采集时段内的所述机舱侧向振动加速度进行快速傅里叶变换，获取机舱侧向振动幅频谱序列对；
[0018]分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中，确定每个采集时段所对应的叶轮一阶转频特征向量。
[0019]根据本专利技术提供的一种的风电机组叶轮不平衡检测方法，所述分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中，确定每个采集时段所对应的叶轮一阶转频特征向量，具体包括：
[0020]根据每个采集时段内的主轴转速或发电机转速，计算在叶轮一倍旋转频率下的初始频率；
[0021]分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中检测第一窄带范围内的第一幅值极大值，并确定每个所述第一幅值极大值所对应的频率；
[0022]将所有所述第一幅值极大值所对应的频率的中位数作为参考频率；
[0023]分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中检测第二窄带范围内的第二幅值极大值，并利用所述第二幅值极大值，构建所述叶轮一阶转频特征向量；
[0024]所述第一窄带范围是根据所述初始频率确定的，所述第二窄带范围是根据所述参考频率确定的，所述第一窄带范围大于所述第二窄带范围。
[0025]根据本专利技术提供的一种的风电机组叶轮不平衡检测方法，所述根据每个采集时段内的主轴转速或发电机转速，计算在叶轮一倍旋转频率下的初始频率的计算公式为：
[0026][0027]其中，f
1p_initial
表示初始频率；ω_rotor表示主轴转速；ω_gen表示发电机转速；SpeedRatio表示风电机组增速机传动比；mean表示求几何平均值。
[0028]根据本专利技术提供的一种的风电机组叶轮不平衡检测方法，基于连续K1个机舱前后振动信号幅值与第一预设阈值的比较结果确定气动不平衡检测结果，具体包括：
[0029]在确定连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第一预设阈值的情况下，若连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第三预设阈值，则输出所述气动不平衡检测结果为严重气动不平衡故障，所述第三预设阈值大于所述第一预设阈值；
[0030]在确定连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第一预设阈值的情况下，若连续K1个机舱前后振动信号幅值均小于第三预设阈值且连续K1个转速信号幅值均不小于第四预设阈值，则输出所述气动不平衡检测结果为常规气动不平衡故障；
[0031]在确定连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第一预设阈值的情况下，若连续K1个机舱前后振动信号幅值均小于第三预设阈值且连续K1个机舱侧向振动信号幅值均不小于第五预设阈值，则输出所述气动不平衡检测结果为常规气动不平衡故障；
[0032]在确定连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第一预设阈值的情况下，若连续
K1个机舱前后振动信号幅值均小于第三预设阈值，且连续K1个转速信号幅值均小于第四预设阈值，且连续K1个机舱侧向振动信号幅值均小于第五预设阈值，则输出所述气动不平衡检测结果为正常；
[0033]在确定连续K1个机舱前后振动信号幅值均小于第一预设阈值，则输出所述气动不平衡检测结果为正常。
[0034]根据本专利技术提供的一种的风电机组叶轮不平衡检测方法，基于连续K2个机舱侧向振动信号幅值与第二预设阈值的比较结果确定质量不平衡检测结果，具体包括：
[0035]在确定连续K2个机舱侧向振动信号幅值均不小于第二预设阈值的情况下，若连续K2个机舱侧向振动信号幅值均不小于第六预设阈值，则输出所述质量不平衡检测结果为严重质量不平衡故障，所述第六预设阈值大于所述第二预设阈值；
[0036]在确定连续K2个机舱侧向振动信号幅值均不小于第二预设阈值的情况下，若连续K2个机舱侧向振动信号幅值均小于第六预设阈值，连续K2个转速信号幅值均不小于第七预设阈值，且连续K2个机舱前后振动信号幅值均不大于第八预设阈值，则输出所述质量不平衡检测结果为常规气动不平衡故障；
[0037]在确定连续K2个机舱前后振动信号幅值均不小于第二预设阈值的情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组叶轮不平衡检测方法，其特征在于，包括：采集风电机组在多个连续采集时段内的运行数据；获取每个采集时段内的所述运行数据所对应的叶轮一阶转频特征向量，以构建特征向量组；根据所述特征向量组，获取气动不平衡检测结果和/或质量不平衡检测结果；所述气动不平衡检测结果是基于连续K1个机舱前后振动信号幅值与第一预设阈值的比较结果确定的；所述质量不平衡检测结果是基于连续K2个机舱侧向振动信号幅值与第二预设阈值的比较结果确定的。2.根据权利要求1所述的风电机组叶轮不平衡检测方法，其特征在于，所述运行数据包括主轴转速或发电机转速中的至少一种、机舱前后振动加速度和机舱侧向振动加速度；所述获取每个采集时段内的所述运行数据所对应的叶轮一阶转频特征向量，具体包括：根据每个采集时段内的所述主轴转速或发电机转速的功率谱密度变换，获取转速功率谱序列对；对每个采集时段内的所述机舱前后振动加速度进行快速傅里叶变换，获取机舱前后振动幅频谱序列对；对每个采集时段内的所述机舱侧向振动加速度进行快速傅里叶变换，获取机舱侧向振动幅频谱序列对；分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中，确定每个采集时段所对应的叶轮一阶转频特征向量。3.根据权利要求2所述的风电机组叶轮不平衡检测方法，其特征在于，所述分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中，确定每个采集时段所对应的叶轮一阶转频特征向量，具体包括：根据每个采集时段内的主轴转速或发电机转速，计算在叶轮一倍旋转频率下的初始频率；分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中检测第一窄带范围内的第一幅值极大值，并确定每个所述第一幅值极大值所对应的频率；将所有所述第一幅值极大值所对应的频率的中位数作为参考频率；分别从所述转速功率谱序列对、所述机舱前后振动幅频谱序列对和所述机舱侧向振动幅频谱序列对中检测第二窄带范围内的第二幅值极大值，并利用所述第二幅值极大值，构建所述叶轮一阶转频特征向量；所述第一窄带范围是根据所述初始频率确定的，所述第二窄带范围是根据所述参考频率确定的，所述第一窄带范围大于所述第二窄带范围。4.根据权利要求3所述的风电机组叶轮不平衡检测方法，其特征在于，所述根据每个采集时段内的主轴转速或发电机转速，计算在叶轮一倍旋转频率下的初始频率的计算公式为：
其中，f
1p_initial
表示初始频率；ω_rotor表示主轴转速；ω_gen表示发电机转速；SpeedRatio表示风电机组增速机传动比；mean表示求几何平均值。5.根据权利要求1所述的风电机组叶轮不平衡检测方法，其特征在于，基于连续K1个机舱前后振动信号幅值与第一预设阈值的比较结果确定气动不平衡检测结果，具体包括：在确定连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第一预设阈值的情况下，若连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第三预设阈值，则输出所述气动不平衡检测结果为严重气动不平衡故障，所述第三预设阈值大于所述第一预设阈值；在确定连续K1个机舱前后振动信号幅值均不小于第一预设阈值的情况下，若连续K1个机舱前后振动信号幅值均小于第三预设阈值且连续K1个转速信号幅值均不小于第三预设阈值，则输出所述气动不平衡检测结果为常规气动不平衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：白淑华，刘丽华，梁家宁，
申请(专利权)人：三一重能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：