一种风机传动系统振动监测方法、装置及存储介质与流程

本发明属于风力发电，具体涉及一种风机传动系统振动监测方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、为监测风力发电机传动系统的振动、异响等，风电机组状态监测系统(conditionmonitoring system)，下文简称cms系统，被广泛应用于风力发电机组上。cms系统通过采集布置于传动系统不同部位的加速度传感器的信号，对加速度信号进行分析处理，从而判断传动系统是否有异常。

2、常规的cms系统，并非风力发电机的必选部件，大部分风机在选购时并未加装。通常在风机运行后，为监测风力发电机传动系统振动状态，于后期加装了cms系统。而对于已运行风机，由于后期加速度传感器安装的位置和数量受限，通常无法获得传动系统各个部件的实际振动频谱，作为分析的对标频谱，并难以评判传感器的位置是否最优。从而导致cms采集的数据无法精准评判风机传动系统的健康状态。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种风机传动系统振动监测方法、装置及存储介质，无需额外增加传感器和信号采集装置，通过关联风机的scada数据，对风机的振动状况进行分析，快速且准确地识别存在潜在问题的风机和普遍振动载荷较大的风场，保证风电场的安全稳定运行。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、本发明公开了一种风机传动系统振动监测方法，包括：

4、s1：获取服务器的gps时钟，并同步风场中各风机的时钟；

5、s2：采集同一时间段内，风机cms系统的振动信号和scada系统的运行信息；

6、s3：对s2采集的cms系统的振动信号和scada系统的运行信息进行处理，筛选出相同工况下的振动信号，并对各工况下的振动信号进行正态分布分析；

7、s4：根据s3的正态分布分析结果，识别相同工况下的偏离数值，定位存在潜在问题的风机和普遍振动载荷大的风场。

8、优选地，s2中，所述cms系统的振动信号包括主轴振动信号、齿轮箱低速轴振动信号、齿轮箱高速轴振动信号、齿轮箱轴承振动信号、发电机轴承振动信号和联轴器振动信号。

9、优选地，s2中，所述scada系统的运行信息包括时间、风场信息、风机品牌、风机型号、风速、风向、有功功率、无功功率和发电机转速。

10、优选地，s2中，scada系统的运行信息为scada系统10分钟数据。

11、优选地，s3中，对scada系统的运行信息进行处理，具体包括空值处理、异常值处理、抽样、标准化和滤波与降噪。

12、优选地，s3中，对各工况下的振动信号进行正态分布分析时，计算振动信号的均值、中值、标准差和方差，得到振动信号的正态分布曲线。

13、优选地，s4中，将s3的正态分布分析结果通过人机交互界面显示，并显示具体的偏离数值。

14、本发明公开的一种风机传动系统振动监测系统，包括：

15、时钟获取及同步模块，获取服务器的gps时钟，并同步风场中各风机的时钟；

16、cms系统振动信号及scada系统运行信息采集模块，采集同一时间段内，风机cms系统的振动信号和scada系统的运行信息；

17、振动信号正态分布分析模块，对采集的cms系统的振动信号和scada系统的运行信息进行处理，筛选出相同工况下的振动信号，并对各工况下的振动信号进行正态分布分析；

18、识别及定位模块，根据正态分布分析结果，识别相同工况下的偏离数值，定位存在潜在问题的风机和普遍振动载荷大的风场。

19、本发明公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的风机传动系统振动监测方法的步骤。

20、本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的风机传动系统振动监测方法的步骤。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

22、风机在安装时布置cms系统的振动测点，由于风机主机厂家对风机结构、参数及特性的了解，往往会在关键部位布置多个测点，使cms系统在运行时采集到的振动数据准确。而对于已运行风机后期加装cms系统，受限于振动测点安装的位置和数量，获取的振动数据存在一定的误差，无法精准评判风机传动系统的健康状态。

23、本发明公开的风机传动系统振动监测方法，直接采集cms系统的振动数据，无需额外增加传感器和信号采集装置，将cms系统的振动数据与风机scada系统的数据关联，包含的信息全面，使最终的分析结果更加清晰准确，从而能够快速且准确地识别存在潜在问题的风机和普遍振动载荷较大的风场，保证风电场的安全稳定运行。

24、本发明公开的风机传动系统振动监测系统，系统构建简单，能够跟已有的监测系统很好地兼容，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种风机传动系统振动监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风机传动系统振动监测方法，其特征在于，s2中，所述cms系统的振动信号包括主轴振动信号、齿轮箱低速轴振动信号、齿轮箱高速轴振动信号、齿轮箱轴承振动信号、发电机轴承振动信号和联轴器振动信号。

3.根据权利要求1所述的风机传动系统振动监测方法，其特征在于，s2中，所述scada系统的运行信息包括时间、风场信息、风机品牌、风机型号、风速、风向、有功功率、无功功率和发电机转速。

4.根据权利要求1所述的风机传动系统振动监测方法，其特征在于，s2中，scada系统的运行信息为scada系统10分钟数据。

5.根据权利要求1所述的风机传动系统振动监测方法，其特征在于，s3中，对scada系统的运行信息进行处理，具体包括空值处理、异常值处理、抽样、标准化和滤波与降噪。

6.根据权利要求1所述的风机传动系统振动监测方法，其特征在于，s3中，对各工况下的振动信号进行正态分布分析时，计算振动信号的均值、中值、标准差和方差，得到振动信号的正态分布曲线。

7.根据权利要求1所述的风机传动系统振动监测方法，其特征在于，s4中，将s3的正态分布分析结果通过人机交互界面显示，并显示具体的偏离数值。

8.一种风机传动系统振动监测系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的风机传动系统振动监测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的风机传动系统振动监测方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种风机传动系统振动监测方法、装置及存储介质，属于风力发电技术领域。首先获取服务器的GPS时钟，并同步风场中各风机的时钟；然后采集同一时间段内，风机CMS系统的振动信号和SCADA系统的运行信息；接着对采集的CMS系统的振动信号和SCADA系统的运行信息进行处理，筛选出相同工况下的振动信号，并对各工况下的振动信号进行正态分布分析；最后根据正态分布分析结果，识别相同工况下的偏离数值，定位存在潜在问题的风机和普遍振动载荷大的风场。本发明能够对风机的振动状况进行有效分析，快速且准确地识别存在潜在问题的风机和普遍振动载荷较大的风场，保证风电场的安全稳定运行。

技术研发人员：王玉玉,沙德生,安留明,刘潇波,张庆,李芊,张鑫赟,黄永琪,马斌
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16