本發(fā)明涉及風(fēng)電機(jī)組故障診斷，具體為一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)是一種用于監(jiān)測(cè)和診斷風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承溫度異常的重要技術(shù)手段。該系統(tǒng)通常由多個(gè)部分組成，包括傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、中央處理單元以及監(jiān)控和報(bào)警裝置等。

2、對(duì)此，公開(kāi)號(hào)cn112651426a的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種風(fēng)電機(jī)組滾動(dòng)軸承故障診斷方法，有效解決了傳統(tǒng)rnn存在的梯度消失問(wèn)題，并且與一般的意義上的長(zhǎng)短時(shí)記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，gru模型更簡(jiǎn)單，訓(xùn)練速度更快，適合處理較大規(guī)模的數(shù)據(jù)，基于這樣的基礎(chǔ)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組軸承的狀態(tài)進(jìn)行診斷。

3、目前風(fēng)電機(jī)組軸承高溫故障診斷系統(tǒng)多數(shù)系統(tǒng)對(duì)單個(gè)機(jī)組獨(dú)立檢測(cè)，無(wú)法考量機(jī)組間相互影響及關(guān)聯(lián)性，難以全面掌握風(fēng)電場(chǎng)整體運(yùn)行狀態(tài)，且在多機(jī)組故障時(shí)難以及時(shí)察覺(jué)傳播趨勢(shì)，影響發(fā)電效率。另一方面，溫度檢測(cè)易受環(huán)境因素干擾，難以準(zhǔn)確提取故障特征區(qū)分不同類型，易誤判漏判，無(wú)法提前發(fā)現(xiàn)軸承性能下降趨勢(shì)和潛在隱患，難以進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，增加了風(fēng)電機(jī)組突發(fā)故障風(fēng)險(xiǎn)。

4、針對(duì)上述問(wèn)題，為此，提出一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，解決了背景技術(shù)中診斷系統(tǒng)難以進(jìn)行預(yù)防性診斷的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，包括：

3、通信配置：

4、建立風(fēng)機(jī)機(jī)組通訊網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和連接測(cè)試，配置通信協(xié)議；

5、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)，包括風(fēng)電機(jī)組編號(hào)、采集時(shí)間、溫度值、高度信息、風(fēng)機(jī)狀態(tài)，建立索，設(shè)置數(shù)據(jù)采集頻率，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定，確定溫度異常閾值范圍；

6、數(shù)據(jù)采集循環(huán)：

7、按照預(yù)設(shè)的順序依次向每個(gè)風(fēng)電機(jī)組發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，使用通信協(xié)議等待風(fēng)電機(jī)組的響應(yīng)，接收風(fēng)電機(jī)組返回的溫度數(shù)據(jù)、高度信息和其他相關(guān)參數(shù)，檢查數(shù)據(jù)的完整性，進(jìn)行合理性校驗(yàn)，將校驗(yàn)通過(guò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；

8、溫度對(duì)比分析：

9、從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取所有風(fēng)電機(jī)組在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)和高度信息，根據(jù)高度信息將風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行分組，設(shè)置高度區(qū)間，10米為一個(gè)單位區(qū)間，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境，參考相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定溫度異常閾值范圍；

10、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的高度信息，對(duì)處于相似高度范圍內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行分組，對(duì)于每個(gè)高度分組，計(jì)算該組風(fēng)電機(jī)組的平均溫度，計(jì)算溫度的標(biāo)準(zhǔn)差，以確定溫度的離散程度，逐個(gè)檢查該組中的每個(gè)風(fēng)電機(jī)組溫度，判斷其與平均溫度的差值是否超過(guò)預(yù)設(shè)的異常閾值范圍，對(duì)溫度異常的風(fēng)機(jī)機(jī)組進(jìn)行標(biāo)記；

11、對(duì)于每個(gè)高度分組，計(jì)算平均溫度：

12、

13、其中ti為該組中第i個(gè)風(fēng)機(jī)機(jī)組的溫度，n為該組風(fēng)電機(jī)組的數(shù)量；

14、計(jì)算溫度的標(biāo)準(zhǔn)差：

15、

16、異常判斷，逐個(gè)檢查該組中的每個(gè)風(fēng)電機(jī)組溫度ti，如果ti<tavg-kσ或ti>tavg+kσ，則標(biāo)記該風(fēng)機(jī)組為溫度異常；

17、對(duì)于溫度異常的風(fēng)電機(jī)組，采用比例調(diào)整法計(jì)算合適的轉(zhuǎn)速調(diào)整值，根據(jù)溫度偏差的大小比例降低轉(zhuǎn)速，計(jì)算公式如下：

18、轉(zhuǎn)速為r，溫度偏差為：

19、δt＝|ti-tavg|

20、調(diào)整后的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為：

21、

22、被標(biāo)記為溫度異常的風(fēng)電機(jī)組，向該風(fēng)電機(jī)組發(fā)送轉(zhuǎn)速調(diào)整指令，降低其轉(zhuǎn)速，指令中包含轉(zhuǎn)速調(diào)整值，將異常信息記錄到日志中，展示每個(gè)風(fēng)電機(jī)組的溫度值、高度信息和狀態(tài)，實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，向監(jiān)控界面發(fā)送警報(bào)提示。

23、優(yōu)選的，使用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)將風(fēng)電機(jī)組連接起來(lái)，形成一個(gè)局域網(wǎng)，在每個(gè)風(fēng)電機(jī)組上安裝以太網(wǎng)接口模塊，以便與中央控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，為每個(gè)風(fēng)電機(jī)組和中央控制系統(tǒng)采用靜態(tài)ip地址分配唯一的ip地址，設(shè)置子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，設(shè)置合適的子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)地址；

24、參數(shù)設(shè)置：

25、分析風(fēng)電機(jī)組的歷史溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算出平均溫度和標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，將溫度異常閾值范圍設(shè)定為平均溫度加減一定倍數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算公式如下：

26、平均溫度tavg，標(biāo)準(zhǔn)差為σ，溫度異常閾值范圍為tavg±kσ，其中k為常數(shù)，k值范圍[2，3]，正常情況下，溫度值落在平均溫度±2倍或3倍標(biāo)準(zhǔn)差。

27、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)發(fā)送采集指令根據(jù)風(fēng)機(jī)機(jī)組編號(hào)依次發(fā)送指令，利用配置好的通信協(xié)議，向每個(gè)風(fēng)電機(jī)組發(fā)送特定的數(shù)據(jù)采集指令，指令包括需要采集如溫度、高度信息和采集時(shí)間間隔，在發(fā)送指令的同時(shí)，記錄發(fā)送指令的時(shí)間。

28、優(yōu)選的，檢查接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)格式不匹配，定位為傳輸錯(cuò)誤，對(duì)于溫度數(shù)據(jù)、高度信息，檢查是否存在缺失值。

29、優(yōu)選的，標(biāo)記為溫度異常的風(fēng)電機(jī)組，計(jì)算其溫度偏差，溫度偏差為當(dāng)前溫度與所在高度分組平均溫度的差值，公式為：

30、

31、其中t異常為異常風(fēng)機(jī)機(jī)組的機(jī)組，為該高度分組的平均分組。

32、優(yōu)選的，采用比例調(diào)整法，根據(jù)溫度偏差的大小比例確定轉(zhuǎn)速調(diào)整值，比例系數(shù)為k，則：轉(zhuǎn)速調(diào)整值＝k×溫度偏差。

33、優(yōu)選的，生成包含轉(zhuǎn)速調(diào)整值的指令，使用通信協(xié)議將指令發(fā)送給溫度異常的風(fēng)電機(jī)組，確保指令能夠被風(fēng)電機(jī)組正確接收和執(zhí)行。

34、優(yōu)選的，在指令中添加風(fēng)電機(jī)組的編號(hào)或標(biāo)識(shí)符，添加指令的序列號(hào)，用于指令的確認(rèn)和跟蹤。

35、優(yōu)選的，在指令中添加一個(gè)校驗(yàn)和字段，用于檢測(cè)指令在傳輸過(guò)程中是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，校驗(yàn)和使用crc-16算法計(jì)算出一個(gè)16位的校驗(yàn)和，并將其添加到指令的末尾，在指令中添加一些冗余信息。

36、優(yōu)選的，風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)到指令中的校驗(yàn)和錯(cuò)誤或冗余信息不一致時(shí)，根據(jù)這個(gè)錯(cuò)誤消息來(lái)重新發(fā)送指令和采取其他錯(cuò)誤處理措施。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

38、1、本發(fā)明提供的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，通過(guò)將成片的風(fēng)電機(jī)組關(guān)聯(lián)起來(lái)，根據(jù)高度信息分組進(jìn)行溫度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障的精準(zhǔn)診斷和及時(shí)處理。具體而言，系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取風(fēng)電機(jī)組溫度和高度信息進(jìn)行分組，計(jì)算各分組平均溫度和標(biāo)準(zhǔn)差以確定異常閾值范圍，對(duì)溫度異常的機(jī)組標(biāo)記并計(jì)算溫度偏差，采用比例調(diào)整法確定轉(zhuǎn)速調(diào)整值后發(fā)送指令。這一方案提高了溫度檢測(cè)準(zhǔn)確性，降低了故障誤判和漏判率，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常機(jī)組并調(diào)整轉(zhuǎn)速減緩金屬疲勞，延長(zhǎng)軸承壽命，降低維護(hù)成本，為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行管理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持，增強(qiáng)了風(fēng)電場(chǎng)的可靠性和穩(wěn)定性，減少因故障停機(jī)時(shí)間，提高發(fā)電量。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：使用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)將風(fēng)電機(jī)組連接起來(lái)，形成一個(gè)局域網(wǎng)，在每個(gè)風(fēng)電機(jī)組上安裝以太網(wǎng)接口模塊，以便與中央控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，為每個(gè)風(fēng)電機(jī)組和中央控制系統(tǒng)采用靜態(tài)ip地址分配唯一的ip地址，設(shè)置子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，設(shè)置合適的子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)地址；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：數(shù)據(jù)發(fā)送采集指令根據(jù)風(fēng)機(jī)機(jī)組編號(hào)依次發(fā)送指令，利用配置好的通信協(xié)議，向每個(gè)風(fēng)電機(jī)組發(fā)送特定的數(shù)據(jù)采集指令，指令包括需要采集如溫度、高度信息和采集時(shí)間間隔，在發(fā)送指令的同時(shí)，記錄發(fā)送指令的時(shí)間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：檢查接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)格式不匹配，定位為傳輸錯(cuò)誤，對(duì)于溫度數(shù)據(jù)、高度信息，檢查是否存在缺失值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：標(biāo)記為溫度異常的風(fēng)電機(jī)組，計(jì)算其溫度偏差，溫度偏差為當(dāng)前溫度與所在高度分組平均溫度的差值，公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：采用比例調(diào)整法，根據(jù)溫度偏差的大小比例確定轉(zhuǎn)速調(diào)整值，比例系數(shù)為k，則：轉(zhuǎn)速調(diào)整值＝k×溫度偏差。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：生成包含轉(zhuǎn)速調(diào)整值的指令，使用通信協(xié)議將指令發(fā)送給溫度異常的風(fēng)電機(jī)組，確保指令能夠被風(fēng)電機(jī)組正確接收和執(zhí)行。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：在指令中添加風(fēng)電機(jī)組的編號(hào)或標(biāo)識(shí)符，添加指令的序列號(hào)，用于指令的確認(rèn)和跟蹤。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：在指令中添加一個(gè)校驗(yàn)和字段，用于檢測(cè)指令在傳輸過(guò)程中是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，校驗(yàn)和使用crc-16算法計(jì)算出一個(gè)16位的校驗(yàn)和，并將其添加到指令的末尾，在指令中添加一些冗余信息。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，其特征在于：風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)到指令中的校驗(yàn)和錯(cuò)誤或冗余信息不一致時(shí)，根據(jù)這個(gè)錯(cuò)誤消息來(lái)重新發(fā)送指令和采取其他錯(cuò)誤處理措施。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障診斷系統(tǒng)，涉及風(fēng)電機(jī)組故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，目前風(fēng)電機(jī)組軸承高溫故障診斷系統(tǒng)多數(shù)系統(tǒng)對(duì)單個(gè)機(jī)組獨(dú)立檢測(cè)，無(wú)法考量機(jī)組間相互影響及關(guān)聯(lián)性，難以全面掌握風(fēng)電場(chǎng)整體運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法提前發(fā)現(xiàn)軸承性能下降趨勢(shì)和潛在隱患，難以進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，增加了風(fēng)電機(jī)組突發(fā)故障風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明通過(guò)將成片的風(fēng)電機(jī)組關(guān)聯(lián)起來(lái)，根據(jù)高度信息分組進(jìn)行溫度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承高溫故障的精準(zhǔn)診斷和及時(shí)處理，延長(zhǎng)軸承壽命，降低維護(hù)成本，為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行管理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持，增強(qiáng)了風(fēng)電場(chǎng)的可靠性和穩(wěn)定性，減少因故障停機(jī)時(shí)間，提高發(fā)電量。

技術(shù)研發(fā)人員：王大福,孫紅凱,馬亮,王曉偉,原海東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大唐（赤峰）新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6