【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于红外热成像，尤其涉及一种基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法及系统。
技术介绍
1、伴随着现代社会的进步，人们的环境保护意识不断的提高，对可再生清洁能源的利用价值认识也在不断的提升。风力发电为人们提供了源源不断的清洁可再生能源，在近十几年来国家的大力推广之下，发展非常迅速，风电机组制造、控制等关键技术也在不断进步。与此同时，风力发电机组的单机容量和风电场的总装机容量也在不断提升，因此风电场的风能安全运行问题也越来越受到人们的关注。
技术实现思路
1、为了克服已有技术的不足，本专利技术提供了一种基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法及系统，提高了风机发电机组的运行安全性。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，所述方法包括以下步骤：
4、s1，根据相关规定及现场条件分析，建立风力发电机组的各个组件特征库，组件特征库包括参考温度值、报警温度值和停机温度值；
5、s2、通过在风力发电机组机舱内部安装测温型红外热成像双光谱半球的红外测温功能，对其可视范围内的各个像素点温度值实时采集，监测风力发电机组的各个组件红外辐射能量值；
6、s3，状态识别
7、将当前风力发电机组各个组件区域内的红外辐射能量值与后端s1得到的特征库值进行对比分析，得到分析结果。
8、进一步，所述步骤s1的过程如下：
9、1.1)根据
10、1.2)不同的现场运行条件及不同工作制定额运行时限制的修正规则，以及热试验时试验地点条件不通于运行地点时的限制修正规则；
11、1.3)确定各个组件的参考温度值、报警温度值、停机温度值，建立风机运行健康状态特征库。
12、再进一步，所述步骤s3中，分析过程如下：
13、3.1)正常工况则继续运行，则直接过滤该信息，不作任何处理；
14、3.2)有劣化趋势，则报警后台，继续观察或修改参数；
15、3.3)故障，风机停机，对维护、监控人员发出报警信号，向风机监控scada系统、视频监控系统和消防系统发出联动信号。
16、所述3.2)中，通过实时监测风机运行的目标特征值与基准特征值的对比，当某些组件内的红外辐射能量值在预制阈值内，则直接过滤该信息，不作任何处理；如果值超出预制阈值，则把信息发送至后台监控报警模块。
17、所述3.2)中，通过实时监测风机运行当前特征值，与1分钟前的特征值进行对比；当温差值在预制阈值内，则直接过滤该信息，不作任何处理；如果温差值超出预制阈值，则认定风机存在火灾风险，则把信息发送至后台监控报警模块，启动火灾预警。
18、一种基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测系统，包括红外采集模块、特征库模块、状态识别模块、监控报警模块和存储模块，
19、所述红外采集模块用于通过红外摄像机实时监测其视野范围内的风力发电机组的各个组件红外辐射能量值；
20、所述特征库模块用于将红外采集模块所采集的温度值输入预制的大数据处理模型中，所述大数据处理模型的组件特征库包括参考温度值、报警温度值和停机温度值；
21、所述状态识别模块接收数据处理模块的分析结果，如果分析结果是在可接收预测范围内，状态识别模块直接过滤该信息，不作任何处理；如果分析结果超出阈值范围，则状态识别模块根据异常信息所对应的信息类型进行判别，将判别结果和需要报警的信息发送至后台监控报警模块；
22、所述后台监控报警模块根据信息类型的判别结果发出报警信号，当判别需要报警的信息类型是某些影响风机正常运行隐患时，发送报警信号至升压站值班室，通知维护人员需进行检修，并联动风机scada系统控制风机停机。
23、进一步，所述红外采集模块由机舱内安装的若干测温智能摄像机组成，它是组件异常或故障信息的载体，若能够真实、充分地采集到足够数量的特征信号，那么就能客观地反映被监测组件的健康状况。测温智能摄像集成高精度热成像测温传感器，实时监测摄像机视野范围内每个像素点内的温度值，具备温度监测强大功能。
24、在自然环境中，所有温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。风力发电机组内机械设备的红外辐射能量多少及其按波长的分布情况与设备自身的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对设备自身放射的红外辐射波长进行测量，便能准确利用红外接收原理测量设备表面的热辐射来显示被测对象的表面温度，即非接触式的红外温度监测技术。
25、所述红外采集模块通过摄像机实时监测其视野范围内划定的每个像素点、线、面内的红外辐射能量值，由数字信号处理芯片进行压缩、加工处理得到数字序列，通过总线、网络等把数据传输至后台高性能应用服务器，并通过热成像筛查系统软件,可精确捕获通过设备红外辐射能量值，形成温度曲线，可有效帮助用户监测风机的健康状态,有助于运维工作。
26、再进一步，所述特征库模块是系统的核心数据处理模块，主要用于将红外采集模块所采集的温度值输入预制的大数据处理模型中，通过大量数据处理分析得出初步结论，特征库模块的处理过程为：
27、接收对红外采集模块所采集的大量数据值，通过多个维度(如当前监测的点、线、面；风机海拔；环境温度等类项)对数据进行预分析处理，得到风机当前运行温度值，形成温度曲线，推送给状态识别模块。同时将当前运行温度值存入风机运行历史数据库。
28、建立和更新特征库：根据国家标准及风电机组的现场运行条件，确定液压站、齿轮箱、高速轴制动器、发电机定子接线盒、发电机转子滑环室、机舱主控柜等各个重要组件的特征库(参考温度值、报警温度值、停机温度值等)。
29、以发电机组为例，根据国家标准gb 755-2000中第7.10章描述的温度及温升限值规定：在现场运行条件符合第5章要求且额定按连续工作制(基准条件)运行时电机的温升或温度的限值；不同的现场运行条件及不同工作制定额运行时限制的修正规则，以及热试验时试验地点条件不通于运行地点时的限制修正规则。
30、所述后台监控报警模块根据信息类型的判别结果发出报警信号，当判别需要报警的信息类型是某些影响风机正常运行隐患时，发送报警信号至升压站值班室，通知维护人员需进行检修，并联动风机scada系统控制风机停机等。如当判定为主轴转动异响报警时，通过后台工作站进行报警信息提醒，并发送信号给scada系统、视频监控系统等，进行联动。根据报警基础信息，通过联动的scada系统进行报警信息提醒、手动或者自动控制风机停机；通过联动的视频预览、回放、抓图进行复核；通过输入人工处理意见，并对设备进行消音、数据屏蔽的操作，确认报警信息为核实中、误报、报警、测试。
31、本专利技术的方案，以满足风电企业对风力发电机组的监本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述步骤S1的过程如下：
3.如权利要求1或2所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述步骤S3中，分析过程如下：
4.如权利要求3所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述3.2)中，通过实时监测风机运行的目标特征值与基准特征值的对比，当某些组件内的红外辐射能量值在预制阈值内，则直接过滤该信息，不作任何处理；如果值超出预制阈值，则把信息发送至后台监控报警模块。
5.如权利要求3所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述3.2)中，通过实时监测风机运行当前特征值，与1分钟前的特征值进行对比；当温差值在预制阈值内，则直接过滤该信息，不作任何处理；如果温差值超出预制阈值，则认定风机存在火灾风险，则把信息发送至后台监控报警模块，启动火灾预警。
6.一种如权利要求1所述的基于红外热成像
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述红外采集模块由机舱内安装的若干测温智能摄像机组成，通过摄像机实时监测其视野范围内划定的每个像素点、线、面内的红外辐射能量值，由数字信号处理芯片进行压缩、加工处理得到数字序列，通过总线、网络等把数据传输至后台高性能应用服务器，并通过热成像筛查系统软件,可精确捕获通过设备红外辐射能量值，形成温度曲线。
8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述特征库模块的处理过程为：
9.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述后台监控报警模块中，当判定为主轴转动异响报警时，通过后台工作站进行报警信息提醒，并发送信号给SCADA系统和视频监控系统，进行联动；根据报警基础信息，通过联动的SCADA系统进行报警信息提醒、手动或者自动控制风机停机；通过联动的视频预览、回放、抓图进行复核；通过输入人工处理意见，并对设备进行消音、数据屏蔽的操作，确认报警信息为核实中、误报、报警和测试。
...【技术特征摘要】
1.一种基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述步骤s1的过程如下：
3.如权利要求1或2所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述步骤s3中，分析过程如下：
4.如权利要求3所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述3.2)中，通过实时监测风机运行的目标特征值与基准特征值的对比，当某些组件内的红外辐射能量值在预制阈值内，则直接过滤该信息，不作任何处理；如果值超出预制阈值，则把信息发送至后台监控报警模块。
5.如权利要求3所述的基于红外热成像的风力发电机组健康状态监测方法，其特征在于，所述3.2)中，通过实时监测风机运行当前特征值，与1分钟前的特征值进行对比；当温差值在预制阈值内，则直接过滤该信息，不作任何处理；如果温差值超出预制阈值，则认定风机存在火灾风险，则把信息发送至后台监控报警模块，启动火灾预警。
6.一种如权利要求1所述的基于红外热成...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶益安，戴建军，石兵纯，王明明，
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：
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