风力发电机组疲劳损伤的检测方法、装置、系统及控制器与流程

技术特征：
1.一种风力发电机组疲劳损伤的检测方法，其特征在于，包括：获取发电机的扭矩载荷时序数据、温度时序数据和偏心磁拉力载荷时序数据；根据所述扭矩载荷时序数据确定所述发电机的热点区域的结构应力时序数据，根据所述结构应力时序数据确定所述热点区域的第一疲劳损伤值；根据所述温度时序数据确定所述热点区域的热应力时序数据，根据所述热应力时序数据确定所述热点区域的第二疲劳损伤值；根据所述偏心磁拉力载荷时序数据，确定所述热点区域的第三疲劳损伤值；根据所述第一疲劳损伤值、所述第二疲劳损伤值和所述第三疲劳损伤值，确定所述热点区域的总疲劳损伤值。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述温度时序数据包括：内部温度时序数据和外部环境温度时序数据；所述根据所述温度时序数据确定所述热点区域的热应力时序数据，包括：根据所述温度时序数据、以及温度和热应力之间的映射关系，确定所述热点区域的热应力时序数据；所述温度和热应力之间的映射关系通过以下方式预先确定：获取多个样本温度数据和所述热点区域的多个样本热应力数据；所述样本温度数据包括样本内部温度数据和样本外部环境温度数据；通过解析法或有限元方法确定所述多个样本温度数据和多个样本热应力数据之间的映射关系，作为所述温度和所述热应力之间的映射关系。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述热应力时序数据确定所述热点区域的第二疲劳损伤值，包括：根据雨流计数法，确定所述热应力时序数据中不同的应力范围和平均应力的应力循环次数，作为热应力循环次数；对于所述热应力时序数据中的每个所述应力范围，根据所述应力范围、以及所述应力范围与所述热应力循环次数的关系曲线，确定所述第二疲劳损伤值。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述偏心磁拉力载荷时序数据，确定所述热点区域的第三疲劳损伤值，包括：根据所述偏心磁拉力载荷时序数据、以及偏心磁拉力载荷和所述偏心磁拉力载荷引起的疲劳损伤之间的关系曲线，确定所述第三疲劳损伤值。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述偏心磁拉力载荷和所述偏心磁拉力载荷引起的疲劳损伤之间的关系曲线通过以下方式预先确定：获取多个样本偏心磁拉力载荷数据和所述偏心磁拉力引起的疲劳损伤的多个样本疲劳损伤数据；确定所述多个样本偏心磁拉力载荷数据和所述多个样本疲劳损伤数据之间的关系曲线，作为样本关系曲线；对所述样本关系曲线进行拟合，得到拟合后的曲线，作为所述偏心磁拉力载荷和所述偏心磁拉力引起的疲劳损伤之间的关系曲线。6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括：根据所述总疲劳损伤值，预测所述风力发电机组的剩余寿命；
在所述剩余寿命小于或等于寿命阈值时，发出预警信息。7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，获取发电机的偏心磁拉力载荷时序数据，之后还包括：在所述偏心磁拉力载荷时序数据中的任一偏心磁拉力载荷数据大于或等于载荷阈值时，调整所述风力发电机组的偏航参数和叶片桨距角中的至少一个参数，使所述风力发电机组的机舱偏航或所述叶片桨距角变化，直至所述偏心磁拉力载荷数据小于所述载荷阈值。8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括：在所述总疲劳损伤值大于或等于损伤阈值时，在预设的停机条件下控制所述风力发电机组停机。9.一种风力发电机组疲劳损伤的检测装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取发电机的扭矩载荷时序数据、温度时序数据和偏心磁拉力载荷时序数据；第一疲劳确定模块，用于根据所述扭矩载荷时序数据确定所述发电机的热点区域的结构应力时序数据，根据所述结构应力时序数据确定所述热点区域的第一疲劳损伤值；第二疲劳确定模块，用于根据所述温度时序数据确定所述热点区域的热应力时序数据，根据所述热应力时序数据确定所述热点区域的第二疲劳损伤值；第三疲劳确定模块，用于根据所述偏心磁拉力载荷时序数据，确定所述热点区域的第三疲劳损伤值；总疲劳确定模块，用于根据所述第一疲劳损伤值、所述第二疲劳损伤值和所述第三疲劳损伤值，确定所述热点区域的总疲劳损伤值。10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，还包括：寿命预测模块，用于根据所述总疲劳损伤值，预测所述风力发电机组的剩余寿命；预警模块，用于在所述剩余寿命小于或等于寿命阈值时，发出预警信息。11.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，还包括：参数调整模块，用于在获取发电机的偏心磁拉力载荷时序数据之后，在所述偏心磁拉力载荷时序数据中的任一偏心磁拉力载荷数据大于或等于载荷阈值时，调整所述风力发电机组的偏航参数和叶片桨距角中的至少一个参数，使所述风力发电机组的机舱偏航或所述叶片桨距角变化，直至所述偏心磁拉力载荷数据小于所述载荷阈值。12.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，还包括：控制模块，用于在所述总疲劳损伤值大于或等于损伤阈值时，在预设的停机条件下控制所述风力发电机组停机。13.一种风电场的控制器，其特征在于，包括：存储器；处理器，与所述存储器电连接；所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器执行以实现如权利要求1-8中任一项所述的风力发电机组疲劳损伤的检测方法。14.一种风力发电机组的检测系统，其特征在于，包括：扭矩载荷探测器、温度探测器、偏心磁拉力载荷探测器和权利要求13所述的风电场的控制器；
所述扭矩载荷探测器、所述温度探测器、所述偏心磁拉力载荷探测器均与所述控制器通信连接；所述扭矩载荷探测器、所述温度探测器、所述偏心磁拉力载荷探测器，分别用于检测发电机的扭矩载荷、温度、偏心磁拉力载荷，得到扭矩载荷时序数据、温度时序数据、偏心磁拉力载荷时序数据。15.根据权利要求14所述的检测系统，其特征在于，所述扭矩载荷探测器集成于所述风力发电机组的主控制器中。16.根据权利要求14所述的检测系统，其特征在于，所述温度探测器包括至少两个温度传感器；发电机的内部和外部分别设置至少一个温度传感器，分别用于检测所述发电机的内部温度和外部环境温度。17.根据权利要求14所述的检测系统，其特征在于，所述偏心磁拉力载荷探测器包括至少一个应变传感器，所述至少一个应变传感器设置于叶片的根部或中部；所述至少一个应变传感器用于检测所述叶片的根部或中部的应力，所述应力用于确定轮毂中心弯矩。18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的风力发电机组疲劳损伤的检测方法。

技术总结
本申请提供了一种风力发电机组疲劳损伤的检测方法、装置、系统及控制器。风力发电机组疲劳损伤的检测方法包括：获取扭矩载荷时序数据、温度时序数据和偏心磁拉力载荷时序数据；根据扭矩载荷时序数据确定发电机热点区域的结构应力时序数据，根据结构应力时序数据确定热点区域的第一疲劳损伤值；根据温度时序数据确定热点区域的热应力时序数据，根据热应力时序数据确定热点区域的第二疲劳损伤值；根据偏心磁拉力载荷时序数据，确定热点区域的第三疲劳损伤值；根据第一疲劳损伤值、第二疲劳损伤值和第三疲劳损伤值，确定总疲劳损伤值。本申请在确定总疲劳损伤值时考虑了引起疲劳损伤的多种载荷，为风力发电机组的剩余寿命预测提供了良好的数据支持。供了良好的数据支持。供了良好的数据支持。


技术研发人员：赵东伟 张国明 贾朝阳
受保护的技术使用者：新疆金风科技股份有限公司
技术研发日：2020.06.17
技术公布日：2021/12/16