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用于風力發電機組的狀態監測方法和裝置與流程

文檔序號:11111985閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種用于風力發電機組的狀態監測方法,其特征在于,包括:

利用安裝在所述風力發電機組上的傳感器測量所述風力發電機組的n個特征量的實際值,n是大于0的整數;

基于所述風力發電機組的虛擬標準對照系統和安裝在所述風力發電機組上的傳感器的虛擬傳感器系統,根據當前風況數據,計算所述n個特征量的理論值;以及

當所述n個特征量中的每個特征量的實際值與理論值之間的相關性系數均大于第一閾值時,判定所述風力發電機組不存在異常。

2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括:

當所述n個特征量中的m個特征量的實際值與理論值之間的相關性系數不大于所述第一閾值時,判定用于測量所述m個特征量的實際值的m個傳感器或所述m個傳感器安裝在其上的風力發電機組部件存在異常,m是大于0且小于n的整數。

3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,還包括:

在所述m個傳感器安裝在同一風力發電機組部件上的情況下,

計算在所述m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的實際值Tri的情況下,所述m個傳感器中的傳感器Sj測量出的所述m個特征量中的特征量Tj的實際值Trj的概率p(Trj|Tri),i=1,2,3...,m,j=1,2,3...,m,i≠j;

計算所述傳感器Sj所對應的概率p(Trj|Tri)與第二閾值的絕對差值;

當所述m個傳感器中有一半以上傳感器所對應的概率p(Trj|Tri)與所述第二閾值的絕對差值大于第三閾值時,判定所述風力發電機組部件存在異常。

4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,在所述m個傳感器是不同種類的傳感器的情況下,將所述m個傳感器測量出的實際值進行轉換,以對所述風力發電機組部件進行一致性描述。

5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,還包括:

當所述m個傳感器中有不到一半傳感器所對應的概率p(Trj|Tri)與所述第二閾值的絕對差值大于所述第三閾值時,

計算所述m個傳感器測量出的特征量的實際值相互之間的相關性系數;

如果所述m個傳感器測量出的特征量的實際值相互之間的相關性系數大于第四閾值,則判定所述風力發電機組部件上安裝所述m個傳感器的m個部位存在異常,否則判定所述m個傳感器存在異常。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法,其特征在于,還包括:

對于沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件,

基于其關聯風力發電機組部件上的一個以上傳感器測量出的一個以上特征量的實際值,估算該沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件的一個以上特征量的實際值;

基于所述當前風況數據計算該沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件的一個以上特征量的理論值;

當該沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件的一個以上特征量中的每個特征量的實際值與理論值之間的相關性系數均大于所述第一閾值時,判定該沒有安裝傳感器或者僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件不存在異常。

7.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,還包括:

當判定所述m個傳感器存在異常,分別將所述m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的實際值與理論值的相關性系數與第五閾值進行比較,若不大于所述第五閾值,則判定所述傳感器Si需要更換,否則,根據所述相關性系數對所述傳感器Si的輸入輸出特征量之間的關系參數進行修正。

8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于,還包括:

基于所述相關性系數采用PID控制邏輯對所述傳感器Si的輸入輸出特征量之間的關系參數進行修正。

9.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,還包括:

當判定所述風力發電機組部件存在異常,分別根據所述m個傳感器的傳感器Si測量出所述m個特征量中的特征量Ti的實際值與理論值的相關性系數確定異常特征量,根據所述異常特征量判定存在異常的所述風力發電機組部件的故障類型和/或故障程度。

10.根據權利要求9所述的方法,其特征在于,還包括:

根據所述故障類型和/或故障程度計算所述風力發電機組部件能夠承受的載荷閾值。

11.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,還包括:

當判定所述風力發電機組部件存在異常,分別根據判定所述風力發電機組部件存在異常的m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的實際值與理論值的相關性系數,對所述傳感器Si對應于所述風力發電機組的所述虛擬傳感器系統中的虛擬傳感器Si′的輸入輸出特征量之間的關系參數進行修正,根據所述當前風況數據及修正后的m個虛擬傳感器判斷所述風力發電機組部件存在異常情況,若判定所述風力發電機組部件存在的異常消除,則判定獲得所述風況數據的傳感器存在異常,否則,判定所述風力發電機組部件存在異常。

12.根據權利要求11所述的方法,其特征在于,還包括:

在判定獲得所述風況數據的傳感器存在異常時,基于將存在異常的m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的理論值與所述當前風況數據及修正后的m個虛擬傳感器Si,反推出虛擬傳感器Si的輸入變量,根據所述輸入變量對所述風力發電機組進行控制。

13.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括:

根據所述風力發電機組的n個特征量的實際值及理論值基于所述風力發電機組的虛擬標準對照系統獲得主風能所在風向,根據所述風向對所述風力發電機組進行偏航控制。

14.一種用于風力發電機組的狀態監測裝置,其特征在于,包括:

獲取單元,被配置為利用安裝在所述風力發電機組上的傳感器獲取所述傳感器測量的所述風力發電機組的n個特征量的實際值,n是大于0的整數;

計算單元,被配置為基于所述風力發電機組的虛擬標準對照系統和安裝在所述風力發電機組上的傳感器的虛擬傳感器系統,根據當前風況數據,計算所述n個特征量的理論值;以及

判斷單元,被配置為當所述n個特征量中的每個特征量的實際值與理論值之間的相關性系數均大于第一閾值時,判定所述風力發電機組不存在異常。

15.根據權利要求14所述的裝置,其特征在于,所述判斷單元還包括:

當所述n個特征量中的m個特征量的實際值與理論值之間的相關性系數不大于所述第一閾值時,判定用于測量所述m個特征量的實際值的m個傳感器或所述m個傳感器安裝在其上的風力發電機組部件存在異常,m是大于0且小于n的整數。

16.根據權利要求15所述的裝置,其特征在于,還包括直接判斷單元,被配置為:

在所述m個傳感器安裝在同一風電部件上的情況下,

計算在所述m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的實際值Tri的情況下,所述m個傳感器中的傳感器Sj測量出的所述m個特征量中的特征量Tj的實際值Trj的概率p(Trj|Tri),i=1,2,3...,m,j=1,2,3...,m,i≠j;

計算所述傳感器Sj所對應的概率p(Trj|Tri)與第二閾值的絕對差值;

當所述m個傳感器中有一半以上傳感器所對應的概率p(Trj|Tri)與所述第二閾值的絕對差值大于第三閾值時,判定所述風力發電機組部件存在異常。

17.根據權利要求16所述的裝置,其特征在于,所述直接判斷單元還被配置為:

在所述m個傳感器是不同種類的傳感器的情況下,將所述m個傳感器測量出的實際值進行轉換,以對所述風力發電機組部件進行一致性描述。

18.根據權利要求17所述的裝置,其特征在于,所述直接判斷單元還被配置為:

當所述m個傳感器中有不到一半傳感器所對應的概率p(Trj|Tri)與所述第二閾值的絕對差值大于所述第三閾值時,

計算所述m個傳感器測量出的特征量的實際值相互之間的相關性系數;

如果所述m個傳感器測量出的特征量的實際值相互之間的相關性系數大于第四閾值,則判定所述風力發電機組部件上安裝所述m個傳感器的m個部位存在異常,否則判定所述m個傳感器存在異常。

19.根據權利要求14至18中任一項所述的裝置,其特征在于,還包括關聯判斷單元,被配置為:

對于沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件,

基于其關聯風力發電機組部件上的一個以上傳感器測量出的一個以上特征量的實際值,估算該沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件的一個以上特征量的實際值;

基于所述當前風況數據計算該沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件的一個以上特征量的理論值;

當該沒有安裝傳感器或僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件的一個以上特征量中的每個特征量的實際值與理論值之間的相關性系數均大于所述第一閾值時,判定該沒有安裝傳感器或者僅安裝有一個傳感器的風力發電機組部件不存在異常。

20.根據權利要求18所述的裝置,其特征在于,還包括第一處理單元,被配置為:

當判定所述m個傳感器存在異常,分別將所述m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的實際值與理論值的相關性系數與第五閾值進行比較,若不大于所述第五閾值,則判定所述傳感器Si需要更換,否則,根據所述相關性系數對所述傳感器Si的輸入輸出特征量之間的關系參數進行修正。

21.根據權利要求20所述的裝置,其特征在于,所述第一處理單元還被配置為:當判定所述m個傳感器存在異常,分別將所述m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的實際值與理論值的相關性系數與第五閾值進行比較,若不大于所述第五閾值,則判定所述傳感器Si需要更換,否則,基于所述相關性系數采用PID控制邏輯對所述傳感器Si的輸入輸出特征量之間的關系參數進行修正。

22.根據權利要求20所述的裝置,其特征在于,還包括故障診斷單元,被配置為:

當判定所述風電機組部件存在異常,分別根據所述m個傳感器的傳感器Si測量出所述m個特征量中的特征量Ti的實際值與理論值的相關性系數確定異常特征量,根據所述異常特征量判定存在異常的所述風電機組部件的故障類型和/或故障程度。

23.根據權利要求22所述的裝置,其特征在于,所述故障診斷單元還被配置為:

根據所述故障類型和/或故障程度計算所述風電機組部件能夠承受的載荷閾值。

24.根據權利要求15所述的裝置,其特征在于,還包括第二處理單元,被配置為:

當判定所述風力發電機組部件存在異常,分別根據判定所述風力發電機組部件存在異常的m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的實際值與理論值的相關性系數,對所述傳感器Si對應于所述風力發電機組的所述虛擬傳感器系統中的虛擬傳感器Si′的輸入輸出特征量之間的關系參數進行修正,根據所述當前風況數據及修正后的m個虛擬傳感器判斷所述風力發電機組部件存在異常情況,若判定所述風力發電機組部件存在的異常消除,則判定獲得所述風況數據的傳感器存在異常,否則,判定所述風力發電機組部件存在異常。

25.根據權利要求24所述的裝置,其特征在于,所述第二處理單元還被配置為:在判定獲得所述風況數據的傳感器存在異常時,基于將存在異常的m個傳感器中的傳感器Si測量出的所述m個特征量中的特征量Ti的理論值與所述當前風況數據及修正后的m個虛擬傳感器Si,反推出虛擬傳感器Si的輸入變量,根據所述輸入變量對所述風力發電機組進行控制。

26.根據權利要求14所述的裝置,其特征在于,還包括風向評估單元,被配置為:根據所述風力發電機組的n個特征量的實際值及理論值基于所述風力發電機組的虛擬標準對照系統獲得主風能所在風向,根據所述風向對所述風力發電機組進行偏航控制。

27.一種用于風力發電機組的狀態監測裝置,其特征在于,包括:

存儲器、處理器和總線;

所述存儲器和所述處理器通過所述總線連接并完成相互間的通信;

所述存儲器用于存儲程序代碼;

所述處理器通過讀取所述存儲器中存儲的可執行程序代碼來運行與所述可執行程序代碼對應的程序,以用于執行權利要求1至13中任一項所述的用于風力發電機組的狀態監測方法。

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