监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种监测风电机组偏航制动系统运行 状态的方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 风电机组在现场运行中，风机机头根据风向标的反馈不断调整机头对风方向，以 便有效吸收风能;通常，采用偏航系统来调整风机机头并使其对准来风方向。
[0003] 通常，偏航制动系统包括偏航制动盘、偏航制动闸片及偏航制动闸体，其中，偏航 制动闸片设置在偏航制动闸体上，根据需要可以设置单个偏航制动闸片，也可设置多个偏 航制动闸片。
[0004] 工作时，偏航制动盘相对偏航制动闸片转动，随着运转时间的累积，偏航制动闸片 会发生磨损，若偏航制动闸片被磨损后，未及时发现就会导致偏航制动盘和偏航制动闸体 被磨损，当偏航制动盘磨损严重无法修复时，则需要拆下整个机舱及叶轮更换偏航制动盘， 然后重新吊重机舱和叶轮，此过程既浪费人力，又浪费财力，给机组运营造成巨大的经济损 失。
[0005] 因此，如何对偏航制动系统的运行状态进行监测，以便实时掌握偏航制动闸片的 状态，及时对其进行维护和更换，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法、装置及系 统，能够实时监测偏航制动系统的运行状态，以此实时掌握偏航制动闸片的状态，从而及时 对偏航制动闸片进行修理维护，进而避免因偏航制动闸片磨损导致的偏航制动盘磨损。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种监测风电机组偏航制动系统运行状态的方 法，包括下述步骤：
[0008] 获取偏航制动系统的实时振动信号频域谱图；
[0009] 将所述实时振动信号频域谱图与预存的偏航制动系统的标准振动信号频域谱图 进行对比，根据对比结果判断是否发出警示信号。
[0010]可选地，判断所述实时振动信号频域谱图相对所述标准振动信号频域谱图的频谱 结构是否发生变化，若发生变化，进一步判断所述实时振动信号频域谱图的频谱结构是否 有高频段幅值跃升，若有，发出偏航制动系统的偏航制动闸片磨损的警示信号，若没有，发 出偏航制动系统异常的警示信号。
[0011]可选地，所述警示信号发送至风电机组的主控系统。
[0012] 可选地，所述风电机组的主控系统在接收到偏航制动系统的偏航制动闸片磨损的 警示信号后，发出停机的控制信号。
[0013] 可选地，通过安装于偏航制动系统的振动传感器实时获取偏航制动系统在偏航过 程中的时域振动信号，再对所述时域振动信号进行转换得到所述实时振动信号频域谱图。
[0014] 本发明还提供一种监测风电机组偏航制动系统运行状态的装置，包括：
[0015] 存储单元，用于预存偏航制动系统的标准振动信号频域谱图；
[0016] 获取单元，用于获取偏航制动系统的实时振动信号频域谱图；
[0017] 分析报警单元，用于判断所述实时振动信号频域谱图的频谱结构相对所述标准振 动信号频域谱图发生变化时，发出警示信号。
[0018] 可选地，所述警示信号包括偏航制动系统异常的警示信号和偏航制动系统的偏航 制动闸片磨损的警示信号。
[0019] 可选地，所述获取单元具体包括：
[0020] 采集单元，用于采集偏航制动系统在偏航过程中的时域振动信号；
[0021] 信号处理单元，用于对所述时域振动信号进行转换以得到所述实时振动信号频域 谱图。
[0022] 可选地，所述采集单元设置于偏航制动系统的偏航制动盘或偏航制动闸体。
[0023] 本发明还提供一种监测风电机组偏航制动系统运行状态的系统，包括：
[0024] 上述任一项所述的监测风电机组偏航制动系统运行状态的装置;警示信号输出端 口，用于连接风电机组的主控系统；
[0025] 所述装置通过所述警示信号输出端口将警示信号发送至风电机组的主控系统。
[0026] 该监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法、装置及系统，通过监测偏航过程 中，偏航制动系统的偏航制动闸片和偏航制动盘相对滑动摩擦产生的振动信号，并对该振 动信号的频谱结构进行分析判别，以得到偏航制动闸片的状态，实现对偏航制动闸片磨损 的监测和报警，从而能够对偏航制动闸片进行及时修理维护，规避因偏航制动闸片磨损导 致的偏航制动盘磨损，进而避免因偏航制动盘磨损需要更换带来的经济损失。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明所提供监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法一种具体实施例 的流程图；
[0028] 图2为本发明所提供监测风电机组偏航制动系统运行状态的装置一种具体实施例 的结构框图；
[0029]图3示出了具体实施例中偏航制动系统的标准振动信号频域谱图；
[0030]图4示出了具体实施例中偏航制动系统的偏航制动闸片出现异常时的振动信号频 域谱图；
[0031] 图5示出了具体实施例中偏航制动系统的偏航制动闸片磨损后的振动信号频域谱 图；
[0032] 图6为本发明所提供监测风电机组偏航制动系统运行状态的系统一种具体实施例 的构成示意图。
[0033] 附图标记说明：
[0034]智能系统10，警示信号输出端口 IOa，与振动传感器连接的信号输入端口 IOb，存储 单元101，振动传感器102,信号处理单元103,分析报警单元104,风电机组的主控系统200， 警示信号输入端口 200a。
【具体实施方式】
[0035] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。
[0036] 为便于理解和描述简洁，下文结合监测风力发电组偏航制动系统运行状态的方法 和装置一并描述，有益效果不再重复论述。
[0037] 请参考图1-2,图1为本发明所提供监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法一 种具体实施例的流程图；图2为本发明所提供监测风电机组偏航制动系统运行状态的装置 一种具体实施例的结构框图。
[0038] 该监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法，包括下述步骤：
[0039] S10、预存偏航制动系统的标准振动信号频域谱图；
[0040]本实施例提供监测风电机组偏航制动系统运行状态的装置，该装置可设置存储单 元101，该步骤中偏航制动系统的标准振动信号频域谱图可预存在存储单元101内，以备调 用。
[0041 ] S20、获取偏航制动系统的实时振动信号频域谱图；
[0042]风电机组的偏航制动系统在偏航过程中，偏航制动闸片和偏航制动盘相对滑动摩 擦会产生振动，偏航制动闸片的状态不同，其与偏航制动盘相对滑动摩擦产生的振动也必 然不同，也就是说，通过对该振动的监测能够实时掌握偏航制动闸片的状态。
[0043]显然，步骤SlO中的标准振动信号频域谱图，是风电机组的偏航制动系统在完好状 态下，偏航过程中产生的振动信号的频谱，不同机型或者不同的偏航制动结构都可能有不 同的用于参考的标准振动信号频域谱图，也就是说对于不同的机组，标准振动信号频域谱 图是有差异的，该标准频域图谱的建立是监测系统安装调试完毕后通过对特定机组偏航制 动系统的偏航振动特性进行自学习建立的。
[0044]可以理解，这里偏航制动系统的完好状态指偏航制动系统的各部件均未发生摩擦 磨损。
[0045]所述装置中可以设置获取单元，用于获取偏航制动系统的实时振动信号频域谱 图，以备后述的分析报警单元104采用。
[0046] S30、判断所述实时振动信号频域谱图的频谱结构是否相对所述标准振动信号频 域谱图发生变化，是，进入步骤S40，否，返回步骤S20;
[0047] S40、发出警示信号。
[0048] 所述装置可设置分析报警单元104,分析报警单元104与存储单元101、获取单元信 号连接，获得偏航制动系统的实时振动信号频域谱图后，从存储单元内调取标准振动信号 频域谱图，并将两者比较。
[0049] 若实时振动信号频域谱图的频谱结构相对标准振动信号频域谱图未发生变化时， 表明偏航制动系统运转正常，偏航制动闸片状态良好。
[0050] 若实时振动信号频域谱图的频谱结构相对标准振动信号频域谱图发生变化时，表 明偏航制动系统运转处于非正常状态，此时分析报警单元可发出警示信号，以提醒工作人 员。
[0051] 该监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法及装置，通过监测偏航过程中，偏 航制动系统的偏航制动闸片和偏航制动盘相对滑动摩擦产生的振动信号，并对该振动信号 的频谱结构进行分析判别，以得到偏航制动闸片的状态，实现对偏航制动闸片磨损的监测 和报警，从而能够对偏航制动闸片进行及时修理维护，规避因偏航制动闸片磨损导致的偏 航制动盘磨损，进而避免因偏航制动盘磨损需要更换带来的经济损失。
[0052]具体的方案中，在步骤S40中，即在判断实时振动信号频域谱图的频谱结构相对标 准振动信号频域谱图发生变化后，还分析该频谱结构发生了怎样的变化，通过频谱结构的 不同变化发出不同的警示信