变桨系统的多圈编码器的数据处理方法和数据处理装置与流程

1.本公开总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及风力发电机组的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法和数据处理装置。


背景技术：

2.变桨系统作为风力发电机组控制系统的核心部分之一，对风力发电机组的安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。目前风力发电机组的变桨系统的控制方法通常为：由风力发电机组的主控系统检测发电机实际转速值，并根据机组型号特性设置目标转速值，通过对目标转速值和实际转速值的偏差进行pid(比微积分微分)运算，来输出目标桨距角值；变桨系统接收到主控系统下发的目标桨角值后，使用编码器的绝对值信号采集桨距角的变化，与发电机形成闭环pid负反馈控制，控制伺服电机的运转速度和方向；伺服电机通过主动齿轮与桨叶轮毂内齿圈相啮合，直接对桨叶的桨距角进行控制。
3.变桨系统的一个主要功能是担当风力发电机组的主刹车系统功能。电动变桨系统通过多种检测和控制手段、多重冗余设计保证风力发电机组安全稳定运行。任何故障引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置。因此，为了保护风力发电机组(以下简称“机组”)的安全，变桨系统需要对运行过程中的传感器数据、信号进行实时监测，如果发生异常，则需要紧急顺桨使叶片收回到安全位置。其中一个重要的传感器数据就是编码器所测量的叶片角度值(桨距角值)。对于一般的风力发电机组而言，所涉及的停机故障主要有：a)叶片位置小于3.5
°
，而5
°
接近开关为低电平；b)叶片位置大于6.5
°
，而5
°
接近开关为高电平；c)三支叶片位置偏差过大；d)变桨计算速度超限；e)叶片最小角度超限。
4.同时，由于变桨驱动器需采集编码器的信号，所以编码器损坏后，变桨驱动器检测到的位置信号会发生错误，进而导致变桨电机运转异常，电流变大，还会因驱动器内部触发故障而停机；在风力发电机组中，变桨驱动器故障后，变桨系统会出现卡桨现象，此时变桨电机就不能再驱动叶片顺桨到安全位置，对风力发电机的安全产生较大的隐患；此外，如果是单轴卡桨，风力发电机组的叶轮在运转过程中，由于三支叶片的位置不同，其所受到的风能的作用力会产生很大的偏差，即叶轮受力不均衡，对风力发电机组的载荷会产生很大的影响，降低风力发电机组的使用寿命。
5.编码器为比较精密、敏感的器件，工作环境的异常，会导致编码器损坏。导致编码器发生故障的主要原因有以下集中。第一，编码器本身故障或光栅污染，即，编码器本身元器件出现故障；第二，编码器连接电缆故障，这种故障出现的几率最高，通常为编码器电缆断路、短路或接触不良，或由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路；第三，编码器 5v电源下降，这是指 5v电源过低，通常不能低于4.75v，造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗。第四，编码器电缆屏蔽线未接或脱落，这会引入干扰信号，使波形不稳定，影响通信的准确性；第五，编码器安装松动，这种故障是由于编码器安装出现松动或不对中，造成停止和移动中位置偏差量超差，严重的会磨损编码器，导致编码器机械损坏；导致的结果是变桨电机刚行运行就会产生驱动器过载报警。
6.然而，在现有的风力发电机组中，由于每支叶片只有一个变桨电机，每个变桨电机上只能安装一个编码器，所以难以通过额外的传感器进行编码器故障的冗余检测。而对编码器跳变的检测和处理，一般是采用直接限幅的方法，例如前后两个周期的数值大于一定阈值，则按阈值作为变化幅度。这种处理方法的问题是：阈值设置偏小，会使采集到的信号失真；而阈值设置偏大，部分情况下的跳变可能无法被滤除。因此其阈值的设置具有很大的盲目性。


技术实现要素：

7.本公开的实施例提供一种变桨系统的多圈编码器的数据处理方法和数据处理装置，所述多圈编码器的数据处理方法和数据处理装置能够有效识别编码器是否发生了异常跳变。
8.在一个总的方面，提供一种变桨系统的多圈编码器的数据处理方法，所述数据处理方法包括：读取多圈编码器的数值，多圈编码器的数值包括多圈数值和单圈数值；确定多圈数值是否发生跳变；当多圈数值发生跳变时，基于变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，计算多圈数值的正确值。
9.可选地，按照采样间隔周期性地读取并且记录多圈编码器的数值。
10.可选地，确定多圈数值是否发生跳变的步骤包括：基于当前多圈数值和前一多圈数值确定当前多圈数值是否发生变化；响应于确定当前多圈数值发生变化，确定当前多圈数值的变化是否遵循从最低位向最高位逐位变化的规律；如果当前多圈数值的变化违反从最低位向最高位逐位变化的规律，则确定当前多圈数值发生跳变。
11.可选地，所述数据处理方法还包括：根据前一单圈数值、变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，确定当前多圈数值是否发生变化。
12.可选地，确定多圈数值是否发生跳变的步骤包括：响应于确定当前多圈数值发生变化，确定当前多圈数值的变化是否遵循从最低位向最高位逐位变化的规律；如果当前多圈数值的变化违反从最低位向最高位逐位变化的规律，则确定当前多圈数值发生跳变。
13.可选地，基于变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，计算多圈数值的正确值的步骤包括：根据变桨系统的传动关系、给定变桨速度和采样间隔的时间长度计算单圈数值的理论变化量；基于计算的单圈数值的理论变化量、前一单圈数值和前一多圈数值，计算当前多圈数值的正确值。
14.可选地，计算单圈数值的理论变化量的步骤包括：根据变桨系统的传动关系和采样间隔的时间长度，计算理论变桨速度；根据计算的理论变桨速度、给定变桨速度以及多圈编码器的单圈位数，计算单圈数值的理论变化量。
15.可选地，读取多圈编码器的数值的步骤包括：对读取的多圈编码器的数值进行解析，以获得多圈数值和单圈数值。
16.可选地，多圈编码器的数值为二进制格雷码格式和/或自然二进制码格式。
17.在另一总的方面，提供一种变桨系统的多圈编码器的数据处理装置，所述数据处理装置包括：数值读取模块，被配置为读取多圈编码器的数值，多圈编码器的数值包括多圈数值和单圈数值；跳变确定模块，被配置为确定多圈数值是否发生跳变；数值计算模块，被配置为当多圈数值发生跳变时，基于变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，计算多圈数
值的正确值。
18.在另一总的方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法。
19.在另一总的方面，提供一种风力发电机组的控制器，所述控制器包括：处理器；和存储器，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法。
20.在另一总的方面，提供一种风力发电机组的变桨系统，所述变桨系统包括：多圈编码器，被配置为对风力发电机组的叶片的桨距角变化量进行编码；控制器，被配置为：读取多圈编码器的数值，多圈编码器的数值包括多圈数值和单圈数值；确定多圈数值是否发生跳变；当多圈数值发生跳变时，基于变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，计算多圈数值的正确值。
21.根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法和数据处理装置，能够有效识别编码器是否发生了异常跳变，避免直接限幅的盲目性，有助于保留真实信号状态，滤除异常信号状态，对风力发电机组的传感信号的监测具有重大意义。
22.将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。
附图说明
23.通过下面结合示出实施例的附图进行的描述，本公开的实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
24.图1是示出风力发电机组的现场运行数据的波形图；
25.图2是示出变桨系统齿轮传动的示意图；
26.图3是示出根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法的流程图；
27.图4是示出根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理装置的框图；
28.图5是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨系统的示例的示图；
29.图6是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器的框图。
具体实施方式
30.提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本技术的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本技术的公开之后将是清楚的那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，本领域已知的特征的描述可被省略。
31.在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式，所述许多可行方式在理解本技术的公开之后将是清楚的。
32.如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及任何两个或
更多个的任何组合。
33.尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
34.在说明书中，当元件(诸如，层、区域或基底)被描述为“在”另一元件上、“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件上、直接“连接到”或“结合到”另一元件，或者可存在介于其间的一个或多个其他元件。相反，当元件被描述为“直接在”另一元件上、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于其间的其他元件。
35.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不将用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
36.除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员在理解本公开之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如，在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的含义一致的含义，并且不应被理想化或过于形式化地解释。
37.此外，在示例的描述中，当认为公知的相关结构或功能的详细描述将引起对本公开的模糊解释时，将省略这样的详细描述。
38.风力发电机组的变桨系统在运行过程中，变桨系统中的编码器由于电磁干扰、信号线松动、屏蔽层松动、与其连接的plc控制器异常、编码器自身异常等多种原因，其传输的电信号可能发生不同程度的跳变，使控制器计算出的叶片角度值发生跳变。引发上述故障被触发并使机组停机，造成一定的发电量损失。图1是示出风力发电机组的现场运行数据的波形图，在0时刻某支叶片的角度值发生了大幅度跳变，且持续时间大于例如500ms，使机组触发“位置偏差大故障”而停机。
39.风力发电机组中所使用的编码器一般是多圈编码器。单圈编码器和多圈编码器都是指绝对式编码器，绝对式编码器可以在任何时刻，尤其是在刚上电的时刻，就能感知当前的绝对角位置；单圈编码器只能感知一圈之内的绝对角位置，而多圈编码器不仅能够感知一圈之内的绝对角位置，而且可以感知编码器已经转过了多少圈。多圈编码器的工作原理是：当单圈转过一圈后，多圈的数量加1；当多圈的圈数达到满量程后，编码器数值变为0，重新开始计数。
40.本公开的实施例利用多圈编码器的特征，在风力发电机组的控制器(例如但不限于变桨控制器、主控制器)接收到编码器的初始数值后，对数值进行检验，从而识别编码器传输的数据是否发生跳变。例如，编码器多圈位数是12位，单圈位数是12位，则编码器数值最大值为2^24＝16777216，其对应的二进制值是1 0000 0000 0000 0000 0000 0000，其中，低12位(右边)为单圈数值，高12位(左边)为多圈数值，且单圈数值达到1 0000 0000 0000后，多圈数值加1。
41.图2是示出变桨系统齿轮传动的示意图。
42.参照图2，变桨轴承或齿形带201与减速机齿轮204通过齿轮啮合的方式进行连接与传动。一般情况下，由于变桨轴承齿轮的模数已固定，因此减速机齿轮的模数也被固定，进而减速机齿轮的齿数为固定值。对于将变桨电机转过的角度值转换为叶片转过的角度值，可以根据减速机的减速比、减速机齿轮204的齿数、变桨轴承或齿形带201的齿数进行计算。
43.例如，假设编码器每转的脉冲个数为n207，减速机齿轮204的齿数为n204，变桨轴承201的齿数为n201，减速机的减速比为n205，编码器每转一圈，对应360度，且对应的脉冲个数的变化为n207，那么编码器的脉冲数每变化1，对应变桨电机转过的角度值(设为n0)为：n0＝360/n207。此角度值经减速机减速后，减速机齿轮204转过的角度值(设为n1)为：n1＝360/n207/n205。
44.根据变桨轴承201与减速机齿轮204的齿轮传动，得到叶片转过的角度值(设为n2，对应于变桨系统的总传动比)：n2＝360*n204/n207/n205/n201。由上式可知，对单一变桨系统而言，由于传动关系是一个固定的数值，因此变桨电机的速度指令(即，发送到变桨驱动器的速度值)，与编码器角度的变化值(变桨速度)成正比。例如，以一个示例变桨系统为例，总传动比为2040.09，则编码器每转一圈(360度)，叶片转过的角度为360/2040.09＝0.1765度。假设变桨控制器的扫描周期为20ms，则对应的变桨速度(即，理论变桨速度)为0.1765*1000/20＝8.823度/秒。如果变桨系统的速度指令最大值(即，给定变桨速度)为6度/秒，则在正常情况下，编码器数值的脉冲变化数应该小于每周的脉冲个数2^12＝4096个。
45.下面的表1示出根据本公开的实施例的多圈编码器的数值变化的示例。假设变桨系统的速度指令最大值(即，给定变桨速度)为6度/秒，多圈编码器的单圈位数为12位，总传动比为2040.09，则单位时间(例如，1秒)内多圈编码器的脉冲个数应该是2785(4096*6/8.823)个，对应于多圈编码器转动了2785*360/4096度。可选择地，如果给定变桨速度为3度/秒，则单位时间内多圈编码器的脉冲个数应该是2785/2＝1392个；如果给定变桨速度为1度则单位时间内多圈编码器的脉冲个数应该是2785/6＝464个。由此可知，可以根据变桨系统的传动关系、给定变桨速度长度计算单位时间内单圈数值的理论变化量。相应地，可根据变桨系统的传动关系、给定变桨速度和采样间隔的时间长度计算一个采样间隔内单圈数值的理论变化量。
46.表1
47.[0048][0049]
序号1的数值指示多圈编码器的初始状态。此时，多圈编码器总数值为0，多圈数值和单圈数值均为0000 0000 0000。序号2的数值指示多圈编码器的最大计数值。此时，多圈编码器总数值为16777215，多圈数值和单圈数值均为1111 1111 1111。
[0050]
序号3的数值指示多圈编码器在任一时刻的计数值。例如，多圈编码器总数值为36864，多圈数值为0000 0000 1001，单圈数值为0000 0000 0000。序号4的数值指示相对于序号3的数值，多圈编码器总数值增大了2785，变为39649。从表1中可以看出，此时多圈数值没有变化，只有单圈数值改变为1010 1110 0001。序号5的数值指示相对于序号4的数值，多圈编码器总数值增大了2785，变为42434。从表1中可以看出，此时多圈数值变化1，改变为0000 0000 1010，而单圈数值相应地改变为0101 1100 0010。
[0051]
序号6的数值指示相对于序号5的数值，多圈编码器总数值增大了5000，变为47434。从表1中可以看出，此时多圈数值的第三位改变为1，即，多圈数值改变为0000 0000 1100，而根据多圈编码器的原理，理应是多圈数值的最低位发生变化，即，多圈数值应该变为0000 0000 1011。由此可以判断，表1中的多圈数编码器的多圈数值发生跳变。这种情况可以称为正向跳变。
[0052]
序号7的数值指示相对于序号6的数值，多圈编码器总数值减小了8000，变为39434。从表1中可以看出，此时多圈数值的第四位改变为0，即，多圈数值改变为0000 0000 0011，而根据多圈编码器的原理，理应是多圈数值的次低位发生变化(相对于序号6的多圈数值正确的情况)，即，多圈数值应该变为0000 0000 1001。由此可以判断，表1中的多圈数编码器的多圈数值发生跳变。这种情况可以称为负向跳变。
[0053]
在本公开中，以自然二进制为例说明多圈编码器的数值变化。然而，本公开不限于此。实际上，编码器的编码格式一般采用二进制格雷码，而非自然二进制码，但是二者的数据变化方式是一样的，只是数值有所不同。由于二进制格雷码和自然二进制码的数值变化都是前后数据对比，因此表1示出的示例适用于二进制格雷码。下面的表2示出多圈编码器的自然二进制码和二进制格雷码形式的多圈数值和单圈数值，其中，左侧12位为多圈数值，右侧12位为单圈数值。
[0054]
表2
[0055]
十进制二进制格雷码424340000 0000 1010 0101 1100 00100000 0000 1111 0111 0010 0011514340000 0000 1100 1000 1110 10100000 0000 1010 1100 1001 1111
[0056]
自然二进制码转换为二进制格雷码，其法则是保留自然二进制码的最高位作为格雷码的最高位，而次高位格雷码为二进制码的高位与次高位相异或，而格雷码其余各位与次高位的求法相类似。二进制格雷码转换为自然二进制码，其法则是保留格雷码的最高位作为自然二进制码的最高位，而次高位自然二进制码为高位自然二进制码与次高位格雷码相异或，而自然二进制码的其余各位与次高位自然二进制码的求法相类似。由于自然二进
制码与二进制格雷码的转换方法为本领域公知方法，因此本公开不再赘述。
[0057]
以下参照图3具体描述根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法。
[0058]
图3是示出根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法的流程图。根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法可由风力发电机组的控制器(例如但不限于变桨系统的变桨控制器、风力发电机组的主控制器等)在变桨操作期间执行。
[0059]
参照图3，在步骤s301中，读取多圈编码器的数值。如上所述，多圈编码器的数值可包括多圈数值和单圈数值。可选择地，多圈编码器的数值可以是二进制格雷码格式和/或自然二进制码格式。在读取多圈编码器的数值时，可根据表1所示的示例，对读取的多圈编码器的数值进行解析，以获得多圈数值和单圈数值。可选择地，在读取多圈编码器的数值时，可按照采样间隔(例如但不限于20ms)周期性地读取并且记录多圈编码器的数值，以便在后续的步骤中使用。
[0060]
接下来，在步骤s302中，确定多圈数值是否发生跳变。具体地讲，在步骤s302中，可首先基于当前多圈数值和前一多圈数值确定当前多圈数值是否发生变化。然后，响应于确定当前多圈数值发生变化，可确定当前多圈数值的变化是否遵循从最低位向最高位逐位变化的规律。如果当前多圈数值的变化违反从最低位向最高位逐位变化的规律，则可确定当前多圈数值发生跳变。例如，如果前一多圈数值为0000 0011 0001，而当前多圈数值为0000 0011 1001，则由于多圈数值的第三位直接发生变化，因此可确定当前多圈数值的变化违反从最低位向最高位逐位变化的规律，进而可确定当前多圈数值发生跳变。
[0061]
可选择地，可以根据前一单圈数值、变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，确定当前多圈数值是否发生变化。例如，当变桨系统的总传动比(即，变桨系统的传动关系)为2040.09且给定变桨速度为6度/秒时，每个采样间隔单圈数值的变化量应为2785/50≈56个。因此，可根据前一单圈数值、变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，预测当前多圈数值是否发生变化。例如，如果前一多圈数值为1111 1110 1101，单圈数值的变化量为56，则可确定当前多圈数值应发生变化。在这种情况下，响应于确定当前多圈数值发生变化，可确定当前多圈数值的变化是否遵循从最低位向最高位逐位变化的规律，并且如果当前多圈数值的变化违反从最低位向最高位逐位变化的规律，则可确定当前多圈数值发生跳变。
[0062]
当多圈数值未发生跳变时，所述数据处理方法可返回步骤s301，以按照采样间隔周期性地读取多圈编码器的数值。
[0063]
然而，当多圈数值发生跳变时，在步骤s303中，可基于变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，计算多圈数值的正确值。具体地讲，在步骤s303中，可首先根据变桨系统的传动关系、给定变桨速度和采样间隔的时间长度计算单圈数值的理论变化量。然后，可基于计算的单圈数值的理论变化量、前一单圈数值和前一多圈数值，计算当前多圈数值的正确值。在计算单圈数值的理论变化量时，可根据变桨系统的传动关系和采样间隔的时间长度，计算理论变桨速度。然后，可根据计算的理论变桨速度、给定变桨速度以及多圈编码器的单圈位数，计算单圈数值的理论变化量。例如，当变桨系统的总传动比(即，变桨系统的传动关系)为2040.09且采样间隔为20ms(即，采样间隔的时间长度)，编码器每转一圈(360度)，叶片转过的角度为360/2040.09＝0.1765度，因此对应的变桨速度(即，理论变桨速度)为
0.1765*1000/20＝8.823度/秒。当给定变桨速度为6度/秒，并且多圈编码器的多圈位数和单圈位数均为12位时，在单位时间内多圈编码器的脉冲个数应该是2785(4096*6/8.823)个。因此，每个采样间隔单圈数值的变化量(即，单圈数值的理论变化量)应为2785/50≈56个。然后，可根据计算的单圈数值的理论变化量、前一单圈数值和前一多圈数值，计算当前多圈数值的正确值。例如，如果前一单圈数值为1010 1110 0001，前一多圈数值为0000 00001001，则当前单圈数值为1011 0001 1001，当前多圈数值为0000 0000 1001，多圈数值未发生变化。又例如，如果前一单圈数值为1111 1110 1010，前一多圈数值为0000 0000 1011，则当前单圈数值为0000 0010 0010，当前多圈数值为0000 0000 1100，多圈数值的最低三位均发生变化。
[0064]
图4是示出根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理装置的框图。
[0065]
参照图4，根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理装置400包括数值读取模块410、跳变确定模块420和数值计算模块430。数值读取模块410可读取多圈编码器的数值。如上所述，多圈编码器的数值可包括多圈数值和单圈数值。跳变确定模块420可确定多圈数值是否发生跳变。数值计算模块430可当多圈数值发生跳变时，基于变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，计算多圈数值的正确值。
[0066]
具体地讲，数值读取模块410可按照采样间隔周期性地读取并且记录多圈编码器的数值。数值读取模块410还可对读取的多圈编码器的数值进行解析，以获得多圈数值和单圈数值。多圈编码器的数值可以是二进制格雷码格式和/或自然二进制码格式。
[0067]
跳变确定模块420可基于当前多圈数值和前一多圈数值确定当前多圈数值是否发生变化。响应于确定当前多圈数值发生变化，跳变确定模块420可确定当前多圈数值的变化是否遵循从最低位向最高位逐位变化的规律。如果当前多圈数值的变化违反从最低位向最高位逐位变化的规律，则跳变确定模块420可确定当前多圈数值发生跳变。
[0068]
另一方面，跳变确定模块420还可根据前一单圈数值、变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，确定当前多圈数值是否发生变化。响应于确定当前多圈数值发生变化，跳变确定模块420可确定当前多圈数值的变化是否遵循从最低位向最高位逐位变化的规律。如果当前多圈数值的变化违反从最低位向最高位逐位变化的规律，则跳变确定模块420可确定当前多圈数值发生跳变。
[0069]
数值计算模块430可根据变桨系统的传动关系、给定变桨速度和采样间隔的时间长度计算单圈数值的理论变化量，并且可基于计算的单圈数值的理论变化量、前一单圈数值和前一多圈数值，计算当前多圈数值的正确值。进一步讲，数值计算模块430可根据变桨系统的传动关系和采样间隔的时间长度，计算理论变桨速度，并且根据计算的理论变桨速度、给定变桨速度以及多圈编码器的单圈位数，计算单圈数值的理论变化量。
[0070]
图5是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨系统的示例的示图。
[0071]
参照图5，变桨系统可包括控制器503和多圈编码器507。此外，变桨系统还可包括变桨电机501、超级电容502、变桨驱动器504、使能开关(限位开关)505和刹车继电器506。
[0072]
在变桨驱动器504正常运行时，使能开关(限位开关)505为闭合状态，变桨驱动器504得电。当控制器503接收到风力发电机组的主控制器的变桨速度指示之后，或者控制器503检测到变桨系统发生故障而自主顺桨时，控制器503会向变桨驱动器504发送速度命令
和使能信号。变桨驱动器504接收到速度命令和使能信号之后，会控制刹车继电器506松闸，并通过动力输出提供输出电压，驱动变桨电机501转动，实现调桨功能。
[0073]
多圈编码器507可对风力发电机组的叶片的桨距角变化量进行编码，并将其数值提供给变桨驱动器504和/或控制器503。变桨驱动器504和/或控制器503可基于读取的多圈编码器的数值，来计算变桨电机501的转速。变桨驱动器504将计算的转速与控制器503发送给变桨驱动器504的速度命令的数值进行对比。如果计算的转速小于速度命令的数值，则变桨驱动器504可增大动力输出的电压，以增大变桨电机501的转速。如果计算的转速大于速度命令的数值，则变桨驱动器504会减小动力输出的电压，以调小变桨电机501的转速。这样，最终可以使变桨电机501的转速与给定的速度命令的数值一致。
[0074]
控制器503可直接或间接地读取多圈编码器507的数值。如上所述，多圈编码器507的数值可包括多圈数值和单圈数值。控制器503可确定多圈数值是否发生跳变，并且当多圈数值发生跳变时，基于变桨系统的传动关系以及给定变桨速度，计算多圈数值的正确值。
[0075]
图6是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器的框图。
[0076]
参照图6，根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器600可以是但不限于变桨控制器、风力发电机组的主控制器等。根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器600可包括处理器610和存储器620。处理器610可包括(但不限于)中央处理器(cpu)、数字信号处理器(dsp)、微型计算机、现场可编程门阵列(fpga)、片上系统(soc)、微处理器、专用集成电路(asic)等。存储器620存储将由处理器610执行的计算机程序。存储器620包括高速随机存取存储器和/或非易失性计算机可读存储介质。当处理器610执行存储器620中存储的计算机程序时，可实现如上所述的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法。
[0077]
可选择地，控制器600可以以有线/无线通信方式与风力发电机组中的其他组件(例如，多圈编码器)进行通信，还可以以有线/无线通信方式与风电场中的其他装置进行通信。此外，控制器600可以以有线/无线通信方式与风电场外部的装置进行通信。
[0078]
根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法可被编写为计算机程序并被存储在计算机可读存储介质上。当所述计算机程序被处理器执行时，可实现如上所述的录屏方法。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(rom)、随机存取可编程只读存储器(prom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、闪存、非易失性存储器、cd-rom、cd-r、cd r、cd-rw、cd rw、dvd-rom、dvd-r、dvd r、dvd-rw、dvd rw、dvd-ram、bd-rom、bd-r、bd-r lth、bd-re、蓝光或光盘存储器、硬盘驱动器(hdd)、固态硬盘(ssd)、卡式存储器(诸如，多媒体卡、安全数字(sd)卡或极速数字(xd)卡)、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及任何其他装置，所述任何其他装置被配置为以非暂时性方式存储计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并将所述计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机使得处理器或计算机能执行所述计算机程序。在一个示例中，计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，使得计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构通过一个或多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行。
[0079]
根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法和处理装置，能够从多圈编码器的计数原理出发，有效识别编码器是否发生了异常跳变，而无需附加额外的
传感器和/或冗余的编码器，从而能够降低成本。另一方面，根据本公开的实施例的变桨系统的多圈编码器的数据处理方法和处理装置，能够避免直接限幅的盲目性，有助于保留真实信号状态，滤除异常信号状态，对风力发电机组的传感信号的监测具有重大意义。
[0080]
虽然已表示和描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。