【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电机组转速信号分析的，尤其是指一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法及系统。
技术介绍
1、风力发电机组叶轮转速的测量和控制关系着机组的安全问题，但无法判断传感器异常状态来及时分析和修正原始数据，进而无法获取机组真实转速，导致机组故障停机，或错误开桨而增大机组极限载荷，甚至导致机组倒塌问题一直在本行业中屡见不鲜。
2、当前风力发电机组测量和计算叶轮转速的方式有：
3、1)直驱或半直驱型风力发电机组转速信号可以通过变流器采集的发电机定子电压的频率实现计算出发电机转速，再通过齿轮箱的变比换算出风机叶轮转速，但在发电机侧的断路器没有合闸时，变流器无法监测到发电机的转速，且在联轴器打滑时，也无法正确判断发电机的叶轮转速信号。
4、2)使用编码器测量叶轮转速：
5、在滑环尾部安装光电式编码器，通过高采样频率的计数模块采集并处理主轴转速数据，由于编码器所在位置易受到滑环振动的影响，导致编码器转速跳误触发机组停机，也使编码器易损坏，且计数对数据处理方式受限于选购的模块中所自带的配置方式，无法更加灵活的处理原始数据。
6、3)通过采集法兰盘螺栓脉冲计算叶轮转速：
7、在主轴螺栓或齿轮箱螺栓处安装接近开关，使用di模块采集接近开关信号，将采集到的脉冲周期转化为叶轮转速。由于所使用的螺栓为多边形，在安装时无法保证检测到的每个脉宽一致，且接近开关与螺栓的距离、接近开关的测量精度、雷电天气、停机时接近开关停留位置、螺栓间间距、主控循环周期、安装支架是否抖动、螺
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法及系统，通过矫正各种异常信号，筛选出正常的螺栓脉冲信号，计算叶轮转速从而提高转速计算的精准度，降低干扰因素导致的转速异常波动，并自动分析和推送螺栓状态，为风力发电机组提供更加精准高效的控制方案和智能化运维管理和数据分析方式。
2、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，包括以下步骤：
3、s1、基于法兰盘螺栓收集脉冲基础信息；
4、s2、判断首脉冲脉宽是否存在异常情况，若存在异常情况则清除缓存区脉冲信息返回步骤s1，若不存在异常情况则执行步骤s3；
5、s3、积累原始脉冲信息，识别原始脉冲信息中的异常情况，并矫正脉宽变化异常；统计并计算异常脉冲的占比，若异常脉冲的占比大于预设阈值，则进行风电机组停机状态螺栓检测异常告警后，清除缓存区脉冲信息返回步骤s1；若异常脉冲的占比不大于预设阈值，则执行步骤s4；
6、s4、识别积累的原始脉冲信息中的脉冲特征，根据脉冲特征获得n个正常脉冲信号，使用该n个正常脉冲信号周期代替单个脉冲周期计算初始叶轮转速；
7、s5、持续检测脉冲信号，并提取符合预设周期的脉冲，加入叶轮转速计算中；
8、s6、统计各类异常特征在转速中出现的概率，超过预设的概率阈值则将相关计算分析结果发送；
9、s7、当计算得到的新脉冲周期的转速低于预设的转速阈值，且当前脉冲持续时间过长超过1分钟，则认为风电机组停机进行数据清零。
10、进一步，所述步骤s1包括：
11、所述脉冲基础信息包括所有法兰盘螺栓脉冲的上升沿时刻、下降沿时刻、脉冲周期、高电平时长以及低电平时长；并对脉冲周期、高电平时长、低电平时长以及脉宽变化信息进行采集和记录。
12、进一步，所述步骤s2包括：
13、确定存储区首脉冲，若首脉冲出现脉宽极短，高电平极短、低电平极短的脉冲，且相邻脉冲的脉宽变化不规律的脉冲特征，则认为是干扰信号，清除缓存区脉冲信息返回步骤s1；若首脉冲出现脉冲极长，换算的转速低，认为风电机组完全停机，剔除存在上述特征的脉冲信号，继续筛选首脉冲信号，直至筛选出正常的首脉冲信号，执行步骤s3。
14、进一步，所述步骤s3包括：
15、获取首脉冲信号后，积累原始脉冲信息，分别统计原始脉冲信息中脉冲周期短、高电平时长短、低电平时长短以及脉冲频率变化异常脉冲信号的占比，如果异常脉冲占比大于预设阈值或在使用脉冲过程中异常脉冲占比大于预设阈值，则判断为停机状态下的干扰信号，清除缓存区脉冲信息返回步骤s1，重新积累原始脉冲；若异常脉冲的占比不大于预设阈值，则执行步骤s4。
16、进一步，所述步骤s4包括：
17、识别和标志存储区中原始脉冲信息的脉冲特征，并根据脉冲特征对原始脉冲信息进行数据剔除和修正，根据脉冲特征获得n个正常脉冲信号，使用该n个正常脉冲信号代替单个脉冲周期计算初始叶轮转速n，单位rpm，如下公式所示：
18、叶轮转速n＝((n/一圈法兰盘螺栓个数)/n个脉冲周期和)*60。
19、进一步，所述脉冲特征包括：
20、a)正常特征0：规律波形，且额定脉宽和高低电平周期保持在预设范围的长度；
21、b)异常特征1：螺栓脉冲间具有一个或多个高电平干扰尖峰，该干扰尖峰能够与前一个螺栓合成一个正常脉宽的脉冲，同时前面螺栓脉冲产生的高电平周期正常；
22、c)异常特征2：螺栓脉冲高电平时长短，在整个脉冲周期中低电平时长占比正常周期占比高，但前后周期无明显脉宽变化；
23、d)异常特征3：只检测到螺栓的两个边缘脉冲信号，前一个边缘脉冲信号的脉冲信号周期与正常螺栓高电平周期接近，后一个边缘脉冲信号的脉冲周期与正常螺栓低电平周期接近，两个边缘脉冲合成的一个脉冲周期与正常脉冲周期相比无明显变化；
24、e)异常特征4：未检测到螺栓脉冲信号，导致脉冲周期是正常脉冲周期的倍数，且高电平时长与正常脉冲周期相比无明显变化；
25、f)异常特征5：未检测到螺栓脉冲间隙，高电平时长是正常脉冲周期时长的两倍及两倍以上，低电平时长与正常脉冲周期相比无明显变化。
26、进一步，所述根据脉冲特征对原始脉冲信息进行数据剔除和修正包括：
27、使用正常脉冲筛选出符合异常特征1的脉冲，若只存在一个或多个异常尖峰，则使用位于异常尖峰前一个及后一个的脉冲之间脉宽作为转速计算脉宽中的第n脉宽，并移除第一个脉宽周期；
28、符合异常特征2的脉冲，正常使用该脉冲周期；
29、符合异常特征3的脉冲，则使用前一个边缘脉冲信号与后一个边缘脉冲信号的下一个脉冲信号之间的合成脉宽作为第n个脉宽，移除第一个脉宽；
30、符合异常特征4的脉冲且脉宽为正常脉宽的倍数，将脉宽按异常倍数等分后作为计算脉宽，并移出前面用于计算的相应倍数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述脉冲特征包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述根据脉冲特征对原始脉冲信息进行数据剔除和修正包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
9.一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析系统，其特征在于，用于实现
10.根据权利要求9所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤s3包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于法兰盘螺栓的风电机组转速信号分析方法，其特征在于，所述步骤s4包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于法兰盘螺栓的风电...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪欣欣，陈思范，朱光伟，王镔，胡健彬，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：
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