一种海上风电机组叶片故障诊断系统技术方案

技术编号:41416713 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-20 19:44
本技术提出一种海上风电机组叶片故障诊断系统,该系统以风速、温度、湿度为划分工况条件,进行海上风机叶片的状态监测和故障诊断,区别于基于风速的传统工况划分方式,不仅提高故障诊断的效率,而且提高了风机叶片故障诊断模型的普适度和准确性,同时减少误报漏报情况,减轻运维人员工作量,提高风机运行效率,本技术针对海上风机叶片设计一个全工况多工况的智能故障诊断系统,对于实现海上风机叶片故障的精准诊断、提升风机运行效率具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及故障诊断,尤其涉及一种海上风电机组叶片故障诊断系统


技术介绍

1、风力发电是一种可再生、清洁的能源,越来越受到人们的重视。海上风力发电作为一种陆地风电的延伸形式,由于能够利用的稳定风能较高,风速、风向和湍流强度变化程度较小,因此应用前景广阔,正逐渐成为风力发电新的主流形式。

2、然而,随着海上风力发电的规模和装机容量的逐步提升,海上恶劣的环境条件如强风和海浪的载荷、盐雾的腐蚀、台风的破坏等造成的机组运维问题也逐渐凸显,如何提高海上风机运行的可靠性和降低海上风电的运维成本就成为海上风电亟待解决的问题。同时,风机叶片作为风力发电机的核心部件之一,由于其全天都在高空、雷击、大气氧化以及潮湿空气腐蚀等工作环境下工作,在运行时会发生多种故障且维护时间较长,如果不能保证风机叶片的安全运行和寿命长度,将给整个海上风电机组带来巨大的经济损失。

3、现有技术针对风机叶片的故障诊断,除运维人员、无人机巡检外,主要采用无损检测法,该方法在不停机,不影响叶片物理、化学、机械以及尺寸特性的前提下,利用声波采集设备或者特定传感器得到风机叶片的状态参数再基于深度学习进行故障诊断。

4、然而海上风电机组在运行过程中会随风速、温度、湿度等环境条件的变化不断的调整机组运行策略以提高发电效率,这就意味着机组的各个特征参数在机组运行的不同工况下的相关性会有所改变继而影响故障诊断模型的准确度。


技术实现思路

1、本技术提供一种海上风电机组叶片故障诊断系统,旨在解决现有的海上风电机组叶片故障诊断系统存在的准确度不高的缺陷。

2、为此,本技术提出一种海上风电机组叶片故障诊断系统,包括:

3、工况数据采集机构、运行数据采集机构、通信机构、工况辨识机构及故障分析机构;其中,

4、工况数据采集机构包括风速仪、工况温度传感器和湿度传感器,用以采集风速信息和环境温湿度信息;

5、运行数据采集机构至少包括设置于风机叶片上的速度传感器、功率传感器、振动传感器、运行温度传感器、雷电检测传感器,用以采集叶轮转速、机组功率、风机叶片的振动频谱数据、叶片表面温度以及风机叶片受雷击时的雷电流信号;

6、工况辨识机构包括数据处理器和工况辨识控制器;数据处理器对工况数据采集机构和运行数据采集机构采集的数据进行数据预处理,将预处理后的数据传输至工况辨识控制器进行工况识别;

7、故障分析机构包括数字信号处理器和故障报警装置;数字信号处理器连接工况辨识控制器,故障报警装置根据数字信号处理器的分析结果进行故障报警;

8、通信机构将工况辨识机构的数据处理器连接至工况数据采集机构、运行数据采集机构。

9、其中,振动传感器为pcb piezotronics 356a66型加速度传感器;当振动传感器受到外部的加速度变化时,压电晶体产生应变,从而产生电荷分布变化,最终转化为电信号输出。

10、其中,雷电监测传感器采用vaisala efm550电场传感器,通过永久性磁铁安装在海上风机叶片根部,用以感应海上风机叶片遭受雷击时的雷电流信号。

11、其中,通信机构包括有线通信方式和无线通信方式;无线通信方式为4g网络、5g网络、wifi以及蓝牙中的一种。

12、其中,工况辨识机构还包括工况辨识通讯组件;其中,

13、工况辨识通讯组件包括警报器、显示器、通信接口,通过通信接口将工况信息和数据划分结果传递至故障分析机构和机组运维人员;通过显示器显示相关信息;通过警报器根据不同的工况向运维人员发出极端工况警报,让极端工况被迅速察觉和处理,使得运维人员通过报警信息迅速做出判断。

14、其中,还包括显示机构,显示机构包括机组主控室显示器和移动终端;机组主控室显示器连接工况辨识机构和故障分析机构;移动终端通过无线通信方式连接工况辨识机构和故障分析机构。

15、其中,还包括数据存储机构,数据存储机构连接故障分析机构,用以存储故障分析机构传递的历史数据及故障信息。

16、区别于现有技术,本技术提供的海上风电机组叶片故障诊断系统,该系统以风速、温度、湿度为划分工况条件,进行海上风机叶片的状态监测和故障诊断,区别于基于风速的传统工况划分方式,不仅提高故障诊断的效率,而且提高了风机叶片故障诊断模型的普适度和准确性,同时减少误报漏报情况,减轻运维人员工作量,提高风机运行效率,本技术针对海上风机叶片设计一个全工况多工况的智能故障诊断系统,对于实现海上风机叶片故障的精准诊断、提升风机运行效率具有重要意义。

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【技术保护点】

1.一种海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,所述振动传感器为PCB Piezotronics 356A66型加速度传感器;当所述振动传感器受到外部的加速度变化时,压电晶体产生应变,从而产生电荷分布变化,最终转化为电信号输出。

3.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,所述雷电检测传感器采用Vaisala EFM550电场传感器,通过永久性磁铁安装在海上风机叶片根部,用以感应海上风机叶片遭受雷击时的雷电流信号。

4.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,所述通信机构包括有线通信方式和无线通信方式;所述无线通信方式为4G网络、5G网络、WIFI以及蓝牙中的一种。

5.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,其中,所述工况辨识机构还包括工况辨识通讯组件;其中,

6.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,还包括显示机构,所述显示机构包括机组主控室显示器和移动终端;所述机组主控室显示器连接所述工况辨识机构和所述故障分析机构;所述移动终端通过无线通信方式连接所述工况辨识机构和所述故障分析机构。

7.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,还包括数据存储机构,所述数据存储机构连接所述故障分析机构,用以存储故障分析机构传递的历史数据及故障信息。

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【技术特征摘要】

1.一种海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,所述振动传感器为pcb piezotronics 356a66型加速度传感器;当所述振动传感器受到外部的加速度变化时,压电晶体产生应变,从而产生电荷分布变化,最终转化为电信号输出。

3.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,所述雷电检测传感器采用vaisala efm550电场传感器,通过永久性磁铁安装在海上风机叶片根部,用以感应海上风机叶片遭受雷击时的雷电流信号。

4.根据权利要求1所述的海上风电机组叶片故障诊断系统,其特征在于,所述通信机构包括有线通信方式和无线通...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪臻傅望安赵勇邓巍夏春辉张祎刘述鹏朱义倩赵懿王忻哲
申请(专利权)人:华能浙江能源开发有限公司清洁能源分公司
类型:新型
国别省市:

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