基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法及系统与流程

本发明涉及风电机组，尤其涉及一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法及系统。

背景技术：

1、风力发电机组是将风的动能转换为电能的系统，是一种清洁的再生能源，风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转吸收风能、发电机旋转发电等功能。风力发电机组由发电机、支撑发电机组的塔架、控制器、变流器、变桨系统、偏航系统、传动链等组成。

2、传统的叶片气动不平衡校正多通过视频成像设备或振动监测设备手动发现故障现象后，再由维护人员登塔手动进行叶片的变桨角度标定和校正，具有滞后性，需要停机登塔作业，损失发电量且存在增加人员受伤害的风险。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法及系统，能够实现气动叶片不平衡的自动检查和校正，无需作业人员登塔作业，能够保障作业人员的安全，且在作业的过程中无需停机，不会造成发电量的损失，检查效率高。

2、本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法，通过风电机组叶片的偏航电流进行检测和分析，实现叶片气动不平衡的校正，包括：

4、实时检测偏航电流信号，获取风电机组偏航电流的幅值和频谱；

5、计算所获取偏航电流的幅值的平均值；

6、将所计算得到的平均值与预设幅值进行比较；

7、若小于等于预设幅值，则叶片气动平衡；

8、若大于预设幅值，且频谱中含有特定频率信号，则叶片气动不平衡，此时则计算出存在叶片气动不平衡的叶片编号，并对气动不平衡叶片进行报警，根据所报警信号对气动不平衡的叶片采用自动校正方法进行自动校正。

9、进一步地，所述特定频率信号为风机叶轮1p、2p和3p频率信号。

10、进一步地，在采用自动模型对气动不平衡的叶片进行自动校正时，根据叶片编号，自动朝一个方向调节触发报警信号的叶片变桨角度，在校正过程中，若频谱的特征频率幅值变小时则继续朝该方向调节触发报警信号的叶片变桨角度，若频谱的特征频率幅值变大时则朝反方向调节触发报警信号的叶片变桨角度，直至报警信号完全消失。

11、进一步地，在采用自动校正方法对气动不平衡叶片进行校正时，需满足风电机组的变桨系统为运行状态，且叶片角度不大于20度。

12、进一步地，还需要满足偏航电机电流脱离零值区间。

13、第二方面，本发明提供了一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正系统，包括：

14、变桨系统，在变桨系统上包含有三个变桨电机、三支叶片及三个变桨系统控制单元，所述三支叶片与对应的变桨电机通过减速机及变桨法兰机械，所述变桨电机与对应的变桨控制单元电连接，用于控制变桨电机带动对应的叶片调整叶片的角度；

15、电流传感器，所述电流传感器与所述偏航电机的电源连接，用于检测风电机组每个偏航电机的偏航电流及电流波形；

16、键相传感器，所述键相传感器与所述变桨系统控制单元电风电机组传动链连接，用于标定传动链特定圆周位置所对应的叶片风电机组上每个叶片的角度；

17、自动分析仪，所述自动分析的输入端与所述电流传感器和所述键相传感器电连接，用于根据所述电流传感器检测的电流信号和电流波形及所述键相传感器检测标定的各个风电机组叶片的特定叶片角度确定气动不平衡的叶片编号，并将所确定的气动不平衡的叶片编号输出至所述变桨系统控制单元，控制偏航变桨电机转动，调整叶片角度，使得风电机组的叶片与气流相垂直达到气动平衡状态。

18、本发明技术方案的主要优点如下：

19、本发明的一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法，通过获取风电机组叶片偏航电流的幅值和频谱，计算幅值的平均值并于预设的平均值进行比较，根据所比较的结果不同，检查确定处存在气动不平衡的叶片，并对气动不平衡的叶片采用校正模型自动校正，从而能够实现气动叶片不平衡的自动检查和校正，无需作业人员登塔作业，能够保障作业人员的安全，且在作业的过程中无需停机，不会造成发电量的损失，检查效率高。

技术特征：

1.一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法，其特征在于，所述特定频率信号为风机叶轮1p、2p和3p频率信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法，其特征在于，在采用自动模型对气动不平衡的叶片进行自动校正时，根据叶片编号，自动朝一个方向调节触发报警信号的叶片变桨角度，在校正过程中，若频谱的特征频率幅值变小时则继续朝该方向调节触发报警信号的叶片变桨角度，若频谱的特征频率幅值变大时则朝反方向调节触发报警信号的叶片变桨角度，直至报警信号完全消失。

4.根据权利要求1所述的一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法，其特征在于，在采用自动校正方法对气动不平衡叶片进行校正时，需满足风电机组的变桨系统为运行状态，且叶片角度不大于20度。

5.根据权利要求1所述的一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法，其特征在于，还需要满足偏航电机电流脱离零值区间。

6.一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正系统，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种基于偏航电流分析的叶片气动不平衡自动校正方法及系统，属于风电机组技术领域，包括获取所检测偏航电流的幅值和频谱；计算所获取偏航电流的幅值的平均值；将所计算得到的平均值与预设幅值进行比较；若小于等于预设幅值，则叶片气动平衡；若大于预设幅值，且频谱中含有特定频率信号，则叶片气动不平衡，此时则计算出存在叶片气动不平衡的叶片编号，并对气动不平衡叶片进行报警，根据所报警信号对气动不平衡的叶片采用自动校正方法进行自动校正。通过本发明的方法及系统，能够实现气动叶片不平衡的自动检查和校正，无需作业人员登塔作业，能够保障作业人员的安全，且在作业的过程中无需停机，不会造成发电量的损失，检查效率高。技术研发人员：李德志,邓博宇,张冬梅,靳剑英,董建刚,李达,程鹏,黄虎,褚俊龙,王晓东,王岳峰,陈涛,吴鹏,杜杨超,王森,令狐瑞琪,朱文博,常嫦,李瑞涛,张冬冬受保护的技术使用者：太原重工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11