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专利名称：基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法
技术领域：
本发明属于风カ发电技术领域，尤其是ー种基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法。
背景技术：
随着能源危机和环境污染的日益严重，风カ发电受到越来越多的关注。现如今变速恒频风电机组已经成为主流机型，特别是直驱永磁同步风电机组具有良好的发展前景。在全球范围内，大量的风电机组的投产使的风电机组的安全稳定运行引起人们的高度重视。风电机组常年运行过程中，由于受到空气动カ和恶劣环境的影响，风电机组易出现各种的故障，风电机组的状态监测和故障诊断已经成为必不可少的环节 ，尤其是风电机组的叶片不平衡故障诊断，根据现阶段的数据分析叶片不平衡故障主要有两大类质量不平衡故障和气动不平衡故障。质量不平衡故障是由于加工制造的不够精确、叶片结冰和叶片疲劳损伤等造成的；气动不平衡由于风剪切、塔影效应和桨距角出现误操作等造成的。2008年美国一次恶劣气候以及环境温度的急剧变化导致风电机组超过3000万美元的损失，原因就是强降雨和降温导致叶片内腔充满水，且叶片排水ロ降温上冻，使整个风电机组上叶片变形折损，导致叶片不平衡故障；上述的情况如果能及时监测并进行有效地维护，那么就可以在很大程度上避免巨大的损失。风电机组叶片价格昂贵，损坏后维护困难，因此对叶片的状态监测和故障诊断显得尤为重要，如何在故障出现的初期及时发现故障或故障隐患，在问题恶化影响机组运行之前及时处理，可以大大的降低叶片维护和保养费用和难度。目前的叶片的故障诊断采用都是基于振动、叶片的应カ和应变的变化、温度、X射线成像和超声波等方法，这些方法都需要额外的传感器和数据采集装置，不仅成本高，而且可靠性也非常低，不能有效地实现状态监测和故障诊断。专利内容技术问题本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单易行、成本低、能够有效提高风电机组叶片安全、可靠性的基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法。技术方案本发明的基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法通过以下技术方案实现I)通过安装在风电机组上的电流传感器和数据采集设备采集风电机组运行状况下发电机的三相定子绕组的电流信号；2)利用Park变换对三相定子绕组的电流进行变换，得到定子电流Park变换矢量的模平方信号；3)对定子电流Park变换矢量的模平方信号进行傅里叶变换获取风电机组运行状态下特征值；4)将风电机组运行状态下特征值与风电机组正常状态和故障状况下特征值进行比较和判断得到风电机组叶片故障的诊断結果。定子电流Park变换矢量的模平方信号的获取方法为Park变换的基本思想将定子三相电流从(a，b, c)三维坐标变换到(a，0 ) ニ维坐标为
权利要求
1.ー种基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法，其特征在于该诊断方法的步骤为 1)通过安装在风电机组上的电流传感器和数据采集设备采集风电机组运行状况下发电机的三相定子绕组的电流信号； 2)利用Park变换对三相定子绕组的电流进行变换，得到定子电流Park变换矢量的模平方信号； 3)对定子电流Park变换矢量的模平方信号进行傅里叶变换获取风电机组运行状态下特征值； 4)将风电机组运行状态下特征值与风电机组正常状况和故障状况下特征值进行比较和判断得到风电机组叶片故障的诊断結果。
2.根据权利要求I所述的基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法，其特征在于定子电流Park变换矢量的模平方信号的获得方法为 将定子三相电流从(a，b，c)三维坐标变换到(a，￠) ニ维坐标为
3.根据权利要求I所述的基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法，其特征在于对定子电流Park变换矢量的模平方信号进行傅里叶变换的方法为
4.根据权利要求I所述的基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法，其特征在于风电机组叶片正常状况下特征值的获取方法为 21)通过安装在风电机组上的电流传感器和数据采集设备采集风电机组正常运行状况下发电机的三相定子绕组的电流信号； 22)利用Park变换对三相定子绕组的电流进行变换，得到定子电流Park变换矢量的模平方信号； 23)对定子电流Park变换矢量的模平方信号进行傅里叶变换获取风电机组正常状态下特征值，并保存下来。
5.根据权利要求I所述的基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法，其特征在于风电机组叶片故障状况下特征值的获取方法为 31)通过安装在风电机组上的电流传感器和数据采集设备采集风电机组故障运行状况下发电机的三相定子绕组的电流信号； 32)利用Park变换对三相定子绕组的电流进行变换，得到定子电流Park变换矢量的模平方信号； 33)对定子电流Park变换矢量的模平方信号进行傅里叶变换获取风电机组故障状态下特征值，并保存 下来。
全文摘要
基于电流信号的风电机组的叶片不平衡故障诊断方法具体为(1)测量风电机组运行状况下的发电机的三相定子绕组的电流；(2)利用Park变换对三相定子绕组的电流进行变换，得到定子电流Park变换矢量的模平方信号；(3)对定子电流Park变换矢量的模平方信号进行傅里叶变换得到风电机组运行状况下特征值；(4)将风电机组运行状态下特征值与风电机组正常状况和故障状况下特征值进行比较和判断得到风电机组叶片故障诊断结果。本发明不需要安装额外的传感器和数据采集设备、简单易行、诊断成本低。
文档编号G01M1/14GK102954857SQ20121039629
公开日2013年3月6日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者张建忠, 杭俊, 程明, 朱瑛 申请人:东南大学