一种风电机组传动链多模控制保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种风电机组传动链多模控制保护方法及装置，该方法步骤包括：S1.获取目标风电机组的运行数据，根据运行数据识别出传动链的各指定频率并作为重点监测频率；S2.按照多个预设控制模式控制目标风电机组运行，并对目标风电机组运行过程中的传动链状态进行监测，判断指定运行指标在重点监测频率是否超过正常范围，如果是控制在多个预设控制模式中进行切换以调节对应运行指标；该装置包括频率识别模块以及多模控制模块。本发明专利技术具有实现方法简单、成本低、能够实现风电机组传动链多模自动控制保护，且保护控制精度高、保护性能好、响应速度快等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组传动链多模控制保护方法及装置
本专利技术涉及风力发电设备保护
，尤其涉及一种风电机组传动链多模控制保护方法及装置。
技术介绍
传动链是风力发电机组的基础，电机组传动链主要包含叶片、轮毂、主轴、齿轮箱、发电机等多个关键部件，承受了机组的主要载荷，如果传动链上的部件出现问题，则会严重影响机组的发电性能和可靠性。目前针对风电机组传动链的保护，主要采用以下两种方式：1、配置保护装置方式：该类方式是通过在传动链中配置相应的保护装置来实现保护，如针对力矩保护，通过将剪切销固定在发电机轴上，柔性件与联轴器连接在一起，由剪切销与柔性件相配合，使得剪切载荷均匀地加载在各个剪切销上，保证了力矩保护的可靠性。但是该类方式必须额外配置硬件设备，实现操作复杂、成本高且灵活性差，难以针对传动链各类异常状态进行监测保护。2、指标监测方式：该类方式通过监测某项运行指标，当运行指标超标时直接控制停机，实现对传动链的保护。如典型的通过检测传动链的转速信号的波动值，一旦波动值大于波动限值时，通过控制系统直接对机组进行停机。上述直接基于某项运行指标进行保护控制的方式，实际保护精度不高，难以及时、准确的在传动链异常时即进行保护，且如转速等运行指标波动可能是由传动链异常造成，也可能是由其他原因造成，当仅是由不会造成风电机组运行风险的原因造成运行指标波动时，并不必要进行停机操作，因而采用上述保护方式实际会存在大量的不必要停机保护，甚至可能造成频繁停机，影响风电机组的稳定运行。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、成本低、能够实现风电机组传动链多模自动控制保护，且保护控制精度高、保护性能好、响应速度快的风电机组传动链多模控制保护方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种风电机组传动链多模控制保护方法，步骤包括：S1.频率识别：获取目标风电机组的运行数据，根据运行数据识别出传动链的各指定频率并作为重点监测频率；S2.多模控制：按照多个预设控制模式控制目标风电机组运行，并对目标风电机组运行过程中传动链状态进行监测，根据监测结果判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围，如果是控制在多个所述预设控制模式中进行切换以调节对应运行指标。进一步的，所述步骤S2中多个预设控制模式控制目标风电机组运行的具体步骤包括：获取目标风电机组运行过程中的运行数据进行频域分析，根据频谱分析结果控制在各所述预设控制模式中切换，对目标风电机组在所述重点监测频率进行模态抑制控制，使目标风电机组的指定运行指标控制在预设范围内。进一步的，所述步骤S2中对传动链状态进行监测时，具体获取目标风电机组运行时传动链状态数据，根据获取的数据计算各指定运行指标在所述重点监测频率的实际值，将计算得到的所述实际值与各指定运行指标在所述重点监测频率对应的理论值进行对比，如果所述实际值与理论值之间的偏差值在正常范围以内，则判定传动链对应的运行指标运行正常，如果所述偏差值超出正常范围，则控制在多个预设控制模式中进行切换以减小所述偏差值。进一步的，所述运行指标具体为转速、风速、有功功率、转矩、加速度和桨距角中一种或多种变量的幅值。进一步的，所述步骤S2中，如果切换所述控制模式后所述偏差值仍超过预设阈值，则触发警告或故障报警信号。进一步的，所述步骤S2中对传动链状态进行监测时，判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围前还包括故障初步判断步骤，具体步骤包括：获取目标风电机组运行时传动链中指定部件的固有频率的实际值，并将所述实际值与对应部件固有频率的理论值进行对比，如果所述实际值与理论值之间的偏差值在正常范围以内，则转入判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围，如果所述偏差值超出正常范围，则直接控制在多个预设控制模式中进行切换以减小所述偏差值。进一步的，所述故障初步判断步骤中，如果切换所述控制模式后所述偏差值仍超过预设阈值，则触发警告或故障报警信号。进一步的，获取所述固有频率的实际值的步骤包括：在各种工况下对目标风电机组进行测试，采集多项运行参数数据进行频域分析，根据频域分析结果测算出所述各部件固有频率的实际值；所述运行参数包括发电机转速、风轮转速、有功功率、转矩和加速度中一种或多种。进一步的，所述故障初步判断步骤中具体分别获取目标风电机组运行时风轮、塔架以及传动链中一种或多种部件的固有频率以进行对比。一种风电机组传动链多模控制保护装置，包括：频率识别模块，用于获取目标风电机组的运行数据，根据运行数据识别出传动链的各指定频率并作为重点监测频率；多模控制模块，用于按照多个预设控制模式控制目标风电机组运行，并对目标风电机组运行过程中的传动链状态进行监测，根据监测结果判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围，如果是控制在多个预设控制模式中进行切换以调节对应运行指标。进一步的，所述多模控制模块包括：多模式控制单元，用于按照多个预设控制模式控制目标风电机组运行；传动链监测单元，用于对目标风电机组各个工况下的传动链状态进行监测；指标判断单元，用于根据所述传动链监测单元的监测结果判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围，如果是转入执行多模式控制单元；多模切换单元，用于控制在多个预设控制模式中进行切换以调节对应运行指标。进一步的，所述多模控制模块还包括设置在所述传动链监测单元与指标判断单元之间的故障初步判断单元，用于获取目标风电机组运行时传动链中指定部件的固有频率的实际值，并将所述实际值与对应部件固有频率的理论值进行对比，如果所述实际值与理论值之间的偏差值在正常范围以内，则转入所述指标判断单元，如果所述偏差值超出正常范围，则直接转入所述多模式控制单元，使得控制在多个预设控制模式中进行切换以减小所述偏差值。进一步的，还包括用于信号采集的信号采集模块，所述信号采集模块分别与所述重点频率段识别单元、多模控制单元连接。进一步的，还包括用于如果切换所述控制模式后所述偏差值仍超过预设阈值，则触发警告或故障报警信号的报警模块，所述报警模块与所述多模控制模块连接。一种风电机组传动链多模控制保护装置，包括处理器，所述处理器中存储有可执行的计算机程序，所述处理器被配置以执行上述的方法。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术风电机组传动链多模控制保护方法及装置，通过先依据运行数据辨识出机组的传动链相关频率作为重点监测频率，再对机组各工况下的传动链状态进行监测，根据机组在各重点监测频率的运行指标判断是否存在异常，存在异常时结合多模控制方式控制切换模式来调节该运行指标，能够自动、准确的识别出传动链异常特征，及时发现传动链异常进行修正，能够提高风电机组传动链的运行安全可靠性，同时避免不必要的停机，确保风电机组的稳定运行。2、本专利技术风电机组传动链多模控制保护方法及装置，可以将能够实现上述保护方法的软件模块嵌入至控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于，步骤包括：/nS1.频率识别：获取目标风电机组的运行数据，根据运行数据识别出传动链的各指定频率并作为重点监测频率；/nS2.多模控制：按照多个预设控制模式控制目标风电机组运行，并对目标风电机组运行过程中传动链状态进行监测，根据监测结果判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围，如果是控制在多个所述预设控制模式中进行切换以调节对应运行指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于，步骤包括：
S1.频率识别：获取目标风电机组的运行数据，根据运行数据识别出传动链的各指定频率并作为重点监测频率；
S2.多模控制：按照多个预设控制模式控制目标风电机组运行，并对目标风电机组运行过程中传动链状态进行监测，根据监测结果判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围，如果是控制在多个所述预设控制模式中进行切换以调节对应运行指标。


2.根据权利要求1所述的风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于，所述步骤S2中多个预设控制模式控制目标风电机组运行的具体步骤包括：获取目标风电机组运行过程中的运行数据进行频域分析，根据频谱分析结果控制在各所述预设控制模式中切换，对目标风电机组在所述重点监测频率进行模态抑制控制，使目标风电机组的指定运行指标控制在预设范围内。


3.根据权利要求1所述的风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于：所述步骤S2中对传动链状态进行监测时，具体获取目标风电机组运行时传动链状态数据，根据获取的数据计算各指定运行指标在所述重点监测频率的实际值，将计算得到的所述实际值与各指定运行指标在所述重点监测频率对应的理论值进行对比，如果所述实际值与理论值之间的偏差值在正常范围以内，则判定传动链对应的运行指标运行正常，如果所述偏差值超出正常范围，则控制在多个预设控制模式中进行切换以减小所述偏差值。


4.根据权利要求1或2或3所述的风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于：所述运行指标具体为转速、风速、有功功率、转矩、加速度和桨距角中一种或多种变量的在所述重点监测频率的幅值。


5.根据权利要求1或2或3所述的风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于，所述步骤S2中，如果切换所述控制模式后所述偏差值仍超过预设阈值，则触发警告或故障报警信号。


6.根据权利要求1或2或3所述的风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于，所述步骤S2中对传动链状态进行监测时，判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围前还包括故障初步判断步骤，具体步骤包括：获取目标风电机组运行时传动链中指定部件的固有频率的实际值，并将所述实际值与对应部件固有频率的理论值进行对比，如果所述实际值与理论值之间的偏差值在正常范围以内，则转入所述判断指定运行指标在所述重点监测频率是否超过正常范围，如果所述偏差值超出正常范围，则直接控制在多个预设控制模式中进行切换以减小所述偏差值。


7.根据权利要求6所述的风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于，所述故障初步判断步骤中，如果切换所述控制模式后所述偏差值仍超过预设阈值，则触发警告或故障报警信号。


8.根据权利要求6所述的风电机组传动链多模控制保护方法，其特征在于，获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡婵娟，万宇宾，王靛，曹晓亮，赵燕峰，刘红文，舒晖，陈刚，胡凯凯，张海洋，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43