一种风电机组振动状态在线监测系统的制作方法

本发明涉及风电设备状态监测，特别涉及一种风电机组振动状态在线监测系统。

背景技术：

1、风电机组通常通过设置振动传感器采集主轴、齿轮箱、发电机等关键部件的振动信号，并结合转速、功率、风速等运行参数，对设备运行状态进行在线监测。现有振动监测系统能够实现振动数据采集、特征分析以及异常报警，为风电机组运行维护提供数据支持。

2、但是，风电机组实际运行过程中，转速、输出功率及载荷状态会随风况和控制策略不断变化，振动采样时间段内可能存在运行工况变化。若直接将采集到的振动数据与固定工况下的参考状态进行比较，容易将正常工况变化引起的振动波动误判为设备异常。

3、同时，风电机组传动链中的主轴、齿轮箱、高速轴和发电机之间存在机械连接关系；当某一振动测点出现异常时，该异常可能来源于设备部件真实振动变化，也可能来源于单个传感器安装状态或信号干扰。现有监测方式通常对各测点振动数据分别分析，缺少根据异常测点对应的机械关联关系进一步调用关联测点数据进行状态确认的机制，导致难以准确区分局部测点异常与设备整体振动异常。

4、为此，提出一种风电机组振动状态在线监测系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种风电机组振动状态在线监测系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

2、为解决现有风电机组振动监测过程中，由于运行工况变化导致振动数据判断偏差，以及单一振动测点异常难以准确反映设备实际状态的问题，本发明提供一种风电机组振动状态在线监测系统。

3、本发明采用如下技术方案：

4、一种风电机组振动状态在线监测系统，包括振动采集单元、运行参数采集单元、工况划分单元、关联测点确定单元和状态判定单元。

5、所述振动采集单元设置于风电机组的多个监测位置，用于采集对应位置的振动信号。

6、所述运行参数采集单元用于采集风电机组运行过程中的运行参数，所述运行参数包括转速、输出功率、风速和载荷状态中的至少一种。

7、所述工况划分单元分别与所述振动采集单元和运行参数采集单元连接，用于根据运行参数变化状态对振动采样数据进行工况划分，得到对应运行工况下的振动数据。

8、所述状态判定单元根据所述运行工况对应的振动数据确定异常振动测点。

9、所述关联测点确定单元与所述状态判定单元连接，用于根据异常振动测点与其他振动测点之间的机械关联关系确定关联测点，并获取所述关联测点对应运行工况下的振动数据。

10、所述状态判定单元根据异常振动测点和关联测点对应的振动数据确定风电机组振动状态。

11、进一步地，所述振动采集单元包括设置于风电机组主轴、齿轮箱、高速轴和发电机中的至少两个振动传感器，用于获取风电机组传动链不同位置的振动信号。

12、进一步地，所述工况划分单元根据振动信号采样时间窗口内运行参数的变化状态进行工况划分，当运行参数变化量小于预设变化阈值时，将对应振动采样数据划分为稳定运行工况数据。

13、进一步地，所述状态判定单元根据振动数据对应的振动幅值、频谱特征、特征频率幅值和振动变化趋势中的至少一种确定异常振动测点。

14、进一步地，所述机械关联关系根据风电机组传动链结构建立，包括主轴与齿轮箱之间、齿轮箱与高速轴之间以及高速轴与发电机之间的振动传递关系。

15、进一步地，所述关联测点确定单元根据异常振动测点对应的机械关联关系，确定与异常振动测点存在振动传递关系的关联测点，并获取关联测点与异常振动测点对应时间段内的振动数据。

16、进一步地，所述状态判定单元根据异常振动测点和关联测点之间的振动变化关系确定风电机组振动状态。

17、进一步地，所述系统还包括数据存储单元和通信单元；所述数据存储单元用于存储振动信号、运行参数、工况划分结果以及振动状态结果；所述通信单元用于将监测数据发送至远程监测端。

18、进一步地，在确定异常振动测点后，所述状态判定单元调用异常振动测点对应的关联测点振动数据，并根据异常振动测点和关联测点的振动数据确定风电机组振动状态。

19、本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

20、一、本发明通过采集风电机组运行参数，并根据运行参数变化对振动数据进行工况划分，使振动状态判断基于对应运行状态下的数据，减少不同运行工况之间振动差异对判断结果的影响。

21、二、本发明在确定异常振动测点后，根据风电机组传动链结构确定对应关联测点，并结合关联测点振动数据进行状态判断，使振动异常判断不仅依赖单一测点数据，而能够结合多个具有机械关联关系的测点进行分析。

22、三、本发明通过异常测点触发关联测点数据调用的方式进行振动状态确认，在保证在线监测的基础上，减少对全部测点数据进行持续复杂分析造成的数据处理压力。

1.一种风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，包括振动采集单元、运行参数采集单元、工况划分单元、关联测点确定单元和状态判定单元；

2.根据权利要求1所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述振动采集单元包括设置于风电机组主轴、齿轮箱、高速轴和发电机中的至少两个振动传感器。

3.根据权利要求1所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述运行参数包括转速、输出功率、风速和载荷状态中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述工况划分单元根据振动信号采样时间窗口内运行参数的变化状态进行工况划分；当运行参数变化量小于预设变化阈值时，将对应振动采样数据划分为稳定运行工况数据。

5.根据权利要求1所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述状态判定单元根据振动数据对应的振动幅值、频谱特征、特征频率幅值和振动变化趋势中的至少一种确定异常振动测点。

6.根据权利要求1所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述机械关联关系根据风电机组传动链结构建立，所述机械关联关系包括主轴与齿轮箱之间、齿轮箱与高速轴之间以及高速轴与发电机之间的振动传递关系。

7.根据权利要求6所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述关联测点确定单元根据异常振动测点对应的机械关联关系，确定与所述异常振动测点存在振动传递关系的关联测点，并获取所述关联测点与异常振动测点对应时间段内的振动数据。

8.根据权利要求1所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述状态判定单元根据异常振动测点和关联测点之间的振动变化关系确定风电机组振动状态。

9.根据权利要求1所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，还包括数据存储单元和通信单元；

10.根据权利要求1所述的风电机组振动状态在线监测系统，其特征在于，所述状态判定单元在确定异常振动测点后，调用所述异常振动测点对应的关联测点振动数据，并根据异常振动测点和关联测点的振动数据确定风电机组振动状态。