本发明涉及一种部件振荡监测方法，特别是一种用于风力发电机组部件的振荡监测方法。
背景技术：
随着风电行业的快速发展，风电机组逐渐向大叶片、低风区发展，低风区风况多为山头复杂风况，风切变及湍流度较大，机组不平衡力大；加之叶片的不断加长，传动链耦合频率逐渐降低，导致其与转频的交点易落入不稳定区域，引发传动链振荡。另外，较长的叶片以及复杂的风况，容易产生各种不确定激励，造成机组塔架、传动链共振。对于传动链振荡以及机组塔架共振引起的塔架振动过大，可以使用传动链加阻、塔架加阻或者加陷波的形式加以抑制，但是传动链及塔架阻尼器的效果对系统执行机构的延时时间特别敏感，需要一定的相位补偿，相位补偿不准确会造成阻尼器的失效，甚至造成相反的效果，加剧传动链振荡、塔架共振或其他部件的振动。这就需要一套监测机制来实时监测机组的传动链振荡、塔架共振及其他机组部件的振动状态，以避免由于部件变更、线路老化、通讯版程序变更等原因造成的阻尼器失效。然而，目前市场上尚无特定的传感器可以有效监测风电机组传动链振荡、塔架共振及其他机组部件的振动状态。
技术实现要素：
为了解决风电机组部件振荡监测问题，本发明提出了一种风力发电机组部件振荡监测方法，可以实时提取出发电机转速中的部件特征信息,根据提取出的部件特征判断机组部件的振荡状态,并根据振荡程度控制机组停机保护。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力发电机组部件振荡监测方法，主要包括带通滤波器、振荡幅值检测模块、故障判断模块以及故障处理模块，其中振荡幅值检测模块包括发电机转速存储模块和极值查找模块，监测过程包括如下步骤：
步骤S1：使用测量装置测量出当前发电机转速 ；
步骤S2：将需要监测部件的频率（i=1,2,3…m, m为需要监测的部件总数）以及步骤1中测量的发电机转速输入至第i个带通滤波器中，经过中心频率为的带通滤波器滤波后得出相应发电机转速振荡，其中为需要监测部件的固有频率或耦合频率；
步骤S3：将步骤S2筛选出的发电机转速振荡输入至第i个振荡幅值检测模块中，计算出该部件频率下的发电机转速振荡幅值；
步骤S4：将步骤S3计算出的发电机转速振荡幅值输入至第i个故障判断模块中，计算出相应的故障码标志位；
步骤S5：将步骤S4计算出的故障码标志位输入至故障处理模块中，控制机组保护停机并将故障信息显示出来。
上述的一种风力发电机组部件振荡监测方法，其中步骤S3所述的振荡幅值检测模块包括如下步骤：
步骤S31：使用输入的部件频率，计算出一个振荡周期对应的采集点数，其中为系统采样时间；
步骤S32：使用发电机转速存储模块，将以采集的先后时间顺序存储至长度为的数组中；
步骤S33：使用极值查找模块，查找出步骤S32中数组中的最大值和最小值 ，利用公式计算得出发电机转速在部件频率下的振荡幅值。
上述的振荡幅值检测模块，其中步骤S32所述的发电机转速存储模块包括如下步骤：
步骤S321：初始化部件频率下的发电机转速存储位置变量为1；
步骤S322：将发电机转速测量装置测量的并经过滤波的当前发电机转速信号赋值给数组变量；
步骤S323：；
步骤S324：若则重复步骤S322-S324，否则返回步骤S321。
上述的振荡幅值检测模块，其中步骤S33所述的转速极值查找模块包括如下步骤：
步骤S331：初始化k=1，转速最大值，最小值；
步骤S332：比较Ng[k]与，若，则；比较Ng[k]与，若，则；
步骤S333：k=k+1；
步骤S334：若，则重复步骤S332-S334，否则执行步骤S335；
步骤S335：计算发电机转速在部件频率下的振荡幅值。
上述的一种风力发电机组部件振荡监测方法，其中步骤S4所述的故障判断模块包括如下步骤：
步骤S41：初始化振荡停机保护值；
步骤S42：比较与设定值的大小，若，则输出 为1，其中、、分别为第i个部件监测点的发电机转速振荡幅值、停机保护值以及故障码标志位。
上述的一种风力发电机组部件振荡监测方法，其中步骤S5所述的故障处理模块包括如下步骤：
步骤S51：初始化第i个部件监测点对应的故障报出延时时间；
步骤S52：统计故障码标志位为1的累积时间，并与相应的延时时间进行比较，若累积时间大于延时时间设定值，则激活机组的停机程序保护停机，并将激活停机保护的状态码中文注释显示至人机界面上。
本发明的有益效果是，提出了一种风力发电机组部件振荡监测方法，可以根据机组测量的发电机转速，实时计算出其在机组部件固有频率以及传动链耦合频率下的振荡幅值，可用于机组传动链耦合振荡监测、面内耦合振荡监测、塔架共振监测等风电机组部件振荡监测，保护停机并在显示频上显示振荡异常的部件，提示参数调整，避免传动链振荡或部件共振引起的部件损坏。
附图说明
附图为本发明的部件振荡监测方法原理框图。
图中：1、带通滤波器； 2、振荡幅值检测模块； 3、故障判断模块；4、故障处理模块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供一种风力发电机组部件振荡监测方法，主要包括带通滤波器1、振荡幅值检测模块2、故障判断模块3以及故障处理模块4四个部分，其中振荡幅值检测模块2又包括发电机转速存储模块和极值查找模块。使用测量装置测量出当前发电机转速，对于多个需监测的部件，使用带通滤波器1实时提取出当前发电机转速在相应监测部件耦合频率或固有频率 （i=1,2,3…m, m为需要监测的部件总数）下的转速信号，将输入至振荡幅值检测模块2中。计算当前监测部件频率下发电机转速振荡幅值时，首先使用输入的部件频率计算出一个振荡周期对应的采集点数，其中为系统采样时间，然后使用发电机转速存储模块，将以采集的先后时间顺序存储至长度为的数组中，再用极值查找模块查找出数组中的最大值和最小值，利用公式 计算得出发电机转速在部件频率下的振荡幅值，将输入至故障判断模块3中。在故障判断模块3中，初始化振荡监测故障设定值，比较振荡幅值与设定值的大小，若，则将该部件振荡监测对应的故障码标志位赋值为1，如此可得到各部件振荡监测故障标志位 至，将至输入至故障处理模块中4。在故障处理模块中4中，初始化第i个部件监测点对应的故障报出延时时间 ，统计输入的故障码标志位为1的累积时间，并与相应的延时时间进行比较，若累积时间大于延时时间，则激活机组的停机程序保护停机，并将检测异常的部件状态码中文注释显示至人机界面上，提示技术人员处理。
虽然经过对本发明结合具体实施例进行描述，对于在本技术领域熟练的人士，根据上文的叙述做出的替代、修改与变化将是显而易见的。因此，在这样的替代，修改和变化落入本发明的权利要求的精神和范围内时，应该被包括在本发明中。