一种整机联调测试中加载端载荷分析方法

专利2026-08-12  0


本发明涉及风力发电,具体涉及一种整机联调测试中加载端载荷分析方法。


背景技术:

1、风力发电机组作为可再生能源的重要组成部分,其性能的稳定性和可靠性直接关系到整个风电场的发电效率和经济效益。风力发电机组的加载端主要指的是在风力发电过程中,承受并传递风力载荷的关键部件或区域,这些加载端在风力发电机组中扮演着至关重要的角色,它们不仅需要承受风力带来的巨大载荷,还需要确保这些载荷能够平稳、高效地传递给发电机,从而转化为电能。在风力发电机组的整机联调测试过程中,加载端载荷的准确分析是评估机组性能、发现潜在故障及优化设计方案的关键环节。然而,传统方法往往依赖于人工测量和经验判断,存在测量精度低、响应速度慢、数据处理复杂的缺点,难以满足高精度、实时性的测试需求。


技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题,本发明的目的在于提供一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,解决了整机联调测试中加载端载荷分析方法往往依赖于人工测量和经验判断,存在测量精度低、响应速度慢、数据处理复杂的缺点,难以满足高精度、实时性的测试需求的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,包括以下步骤:

4、步骤一:载荷监控模块获取监控对象i的载荷监控信息,其中,载荷监控信息包括压力信息yl、面积信息mj,并将载荷监控信息发送至信息处理模块;

5、步骤二:运行监控模块获取监控对象i的运行监控信息,其中,运行监控信息包括温度信息wd、振动信息zd、噪音信息zy以及时间信息sj,并将运行监控信息发送至信息处理模块;

6、步骤三:信息处理模块根据载荷监控信息获得载荷监控系数zh i,根据运行监控信息获得运行监控系数yxi,并根据载荷监控系数zh i、运行监控系数yxi获得异常监控值yci,并将异常监控值yc i发送至异常判断模块;

7、所述信息处理模块获得异常监控值yci的具体过程如下:

8、获取载荷监控系数zh i、运行监控系数yxi两者的乘积,并将其标记为异常监控值yc i,并将异常监控值yc i发送至异常判断模块;

9、步骤四:异常判断模块根据异常监控值yc i生成异常监控指令,并将异常监控指令发送至异常报警模块;

10、步骤五:异常报警模块接收到异常监控指令后响起异常警报铃声,并对异常监控值yci对应的监控对象i在显示屏中进行显示。

11、作为本发明进一步的方案:所述信息处理模块获得载荷监控系数zh i的具体过程如下:

12、将压力信息yl、面积信息mj进行归一化处理,并将压力信息yl、面积信息mj的数值按照预设的载荷监控模型进行量化运算,得到载荷监控系数zh i;

13、其中,载荷监控模型如下所示:

14、

15、式中:

16、γ为预设的误差调节因子,取γ=0.912;

17、π、e均为数学常数;

18、α1、α2分别为设定的压力信息yl、面积信息mj对应的预设权重因子,α1、α2满足α1>α2>1.514,取α1=3.05,α2=1.93。

19、作为本发明进一步的方案:所述信息处理模块获得运行监控系数yxi的具体过程如下:

20、将温度信息wd、振动信息zd、噪音信息zy以及时间信息sj进行归一化处理,并将温度信息wd、振动信息zd、噪音信息zy以及时间信息sj的数值按照预设的运行监控模型进行量化运算,得到运行监控系数yxi;

21、其中,运行监控模型如下所示:

22、

23、式中:

24、λ为预设的误差调节因子,取λ=0.976;

25、e、π均为数学常数;

26、β1、β2、β3以及β4分别为设定的温度信息wd、振动信息zd、噪音信息zy以及时间信息sj对应的预设权重因子,β1、β2、β3以及β4满足β2>β3>β1>β4>4.336,取β1=5.28,β2=6.83,β3=5.98,β4=4.79。

27、作为本发明进一步的方案:所述载荷监控模块获取压力信息yl的具体过程如下:

28、获取进行整机联调测试中的风力发电机组的加载端,并将其依次标记为监控对象i,i=1、……、o,o为正整数,i为其中任意一个监控对象的编号,o为监控对象的总数量;其中,所述风力发电机组的加载端包括叶片根部、主轴、齿轮箱以及发电机输入端;

29、获取监控对象i上预设采集点处当前时刻水平方向压力和预设的标准水平压力,获得两者之间的差值,并将其标记为平压值py,获取监控对象i上预设采集点处当前时刻竖直方向压力和预设的标准竖直压力,获得两者之间的差值,并将其标记为竖压值sy,将平压值py、竖压值sy进行量化处理,令平压值py、竖压值sy的数值分别乘以其对应的预设比例系数,获得两者的和,并将其标记为压力信息yl;其中,平压值py、竖压值sy对应的预设比例系数分别为y1、y2,且y1、y2满足y1+y2=1,0<y1<y2<1,取y1=0.35,y2=0.65。

30、作为本发明进一步的方案:所述载荷监控模块获取面积信息mj的具体过程如下:

31、获取监控对象i上预设采集点处当前时刻的凹坑凸起总面积和首次使用时的凹坑凸起总面积,获得两者之间的差值,并将其标记为面积信息mj。

32、作为本发明进一步的方案:所述运行监控模块获取温度信息wd的具体过程如下:

33、获取监控对象i的内部温度,并将其标记为内温值nw,获取监控对象i所处环境的空气温度,并将其标记为空温值kw,获取监控对象i首次运行过程中的平均内部温度,并将其标记为均温值jw,获取内温值nw、空温值kw两者的差值,并将其标记为第一温差值yw,获取内温值nw、均温值jw两者的差值,并将其标记为第二温差值ew,将第一温差值yw、第二温差值ew进行量化处理,令第一温差值yw、第二温差值ew的数值分别乘以其对应的预设比例系数,获得两者的和,并将其标记为温度信息wd;其中,第一温差值yw、第二温差值ew对应的预设比例系数分别为w1、w2,且w1、w2满足w1+w2=1,0<w1<w2<1,取w1=0.41,w2=0.59。

34、作为本发明进一步的方案:所述运行监控模块获取振动信息zd的具体过程如下:

35、获取监控对象i单位时间内的振动次数和最大的振动位移,并将其分别标记为振次值zc和振移值zy,将振次值zc和振移值zy进行量化处理,令振次值zc和振移值zy的数值分别乘以其对应的预设比例系数,获得两者的和,并将其标记为振动信息zd;其中,振次值zc和振移值zy对应的预设比例系数分别为z1、z2,且z1、z2满足z1+z2=1,0<z2<z1<1,取z1=0.71,z2=0.29。

36、作为本发明进一步的方案:所述运行监控模块获取噪音信息zy的具体过程如下:

37、获取监控对象i的声音强度,并将其标记为实音值sy,获取单位时间内的最大的实音值sy,并将其标记为极音值jy,获取单位时间内的实音值sy超过预设的实音阈值的总时长,并将其标记为音时值ys,获取实音值sy、音时值ys的乘积,并将其标记为噪音信息zy。

38、作为本发明进一步的方案:所述运行监控模块获取时间信息sj的具体过程如下:

39、获取监控对象i的生产时刻和当前时刻,获得两者之间的差值,并将其标记为产时值cs,获取监控对象i的运行总时长,并将其标记为行时值xs,将产时值cs、行时值xs进行量化处理,令产时值cs、行时值xs的数值分别乘以其对应的预设比例系数,获得两者的和,并将其标记为时间信息sj;其中,产时值cs、行时值xs对应的预设比例系数分别为s1、s2,且s1、s2满足s1+s2=1,0<s1<s2<1,取s1=0.43,s2=0.57。

40、作为本发明进一步的方案:所述异常判断模块生成异常监控指令的具体过程如下:

41、将异常监控值yci与预设的异常监控阈值yciy进行比较,比较结果如下:

42、如果异常监控值yci≥异常监控阈值yciy,则生成异常监控指令,并将异常监控指令发送至异常报警模块。

43、本发明的有益效果:

44、本发明的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,首先对加载端的载荷情况进行数据采集和分析,获取载荷监控信息,根据载荷监控信息获得的载荷监控系数能够综合衡量载荷情况的异常程度,且载荷监控系数越大表示异常程度越高,之后对加载端的运行状态进行数据采集和分析,获取运行监控信息,根据运行监控信息获得的运行监控系数能够综合衡量运行状态的异常程度,且运行监控系数越大表示异常程度越高,最后根据载荷监控系数、运行监控系数获得的异常监控值能够综合衡量加载端载荷状态异常程度,且异常监控值越大表示加载端载荷状态异常程度越高,当加载端载荷状态异常程度高时进行异常警报;

45、本发明的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,通过多方面采集整机联调测试中加载端的载荷相关数据,提高了数据采集的全面性,之后结合数据分析技术,实现对加载端载荷的精确测量和分析,提高测试结果的准确性和可靠性,并对测试结果进行故障诊断,能够提前发现潜在故障,并及时进行异常警报,同时维修人员及时维修,降低风力发电机组故障率,提高风力发电机组的运行稳定性和安全性,提高风力发电机组的工作效率。


技术特征:

1.一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述信息处理模块获得载荷监控系数zhi的具体过程如下:

3.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述信息处理模块获得运行监控系数yxi的具体过程如下:

4.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述载荷监控模块获取压力信息yl的具体过程如下:

5.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述载荷监控模块获取面积信息mj的具体过程如下:

6.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述运行监控模块获取温度信息wd的具体过程如下:

7.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述运行监控模块获取振动信息zd的具体过程如下:

8.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述运行监控模块获取噪音信息zy的具体过程如下:

9.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述运行监控模块获取时间信息sj的具体过程如下:

10.根据权利要求1所述的一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,其特征在于,所述异常判断模块生成异常监控指令的具体过程如下:


技术总结
本发明涉及风力发电技术领域,具体涉及一种整机联调测试中加载端载荷分析方法,用于解决整机联调测试中加载端载荷分析方法往往依赖于人工测量和经验判断,存在测量精度低、响应速度慢、数据处理复杂的缺点,难以满足高精度、实时性的测试需求的问题;该方法通过多方面采集整机联调测试中加载端的载荷相关数据,提高了数据采集的全面性,之后结合数据分析技术,实现对加载端载荷的精确测量和分析,提高测试结果的准确性和可靠性,并对测试结果进行故障诊断,能够提前发现潜在故障,并及时进行异常警报,同时维修人员及时维修,降低风力发电机组故障率,提高风力发电机组的运行稳定性和安全性,提高风力发电机组的工作效率。

技术研发人员:张慧,姜宏,周建星,周宗杰,杨波,罗建清,韩雪松,张铁映
受保护的技术使用者:新疆大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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