风机变桨系统监测方法、监测设备及存储介质与流程

本技术涉及风力发电，具体而言，涉及一种风机变桨系统监测方法、监测设备及存储介质。

背景技术：

1、风力发电机变桨系统的所有部件都安装在轮毂上，风机正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转，风机的叶片(根部)通过变桨轴承与轮毂相连，变桨系统通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风机的输出功率，并能够通过空气动力制动的方式使风机安全停机。桨叶角的张合对风机整体振动的变化有较大的影响，在风机scada系统对应参数无法获取的情况下，通过外部监测的方式获取变桨开顺桨、变桨转速、以及桨叶角状态等相关参数对于风机监测有较大意义，如叶片监测、变桨轴承监测、塔筒监测以及传动链监测等。

2、目前，由于变桨轴承运动的随机性与持续运转时间的可变性，造成变桨轴承运行数据的采集具有一定的难度，进而使得系统变桨工况监测有难度。一方面难度在于开桨时间长，顺桨时间短，开顺桨为两种工况下的运动，而且同一个机组，每次开顺桨时间均存在变化；另一方面难度在于在不接入scada系统开顺桨状态数据的前提下，很难获取开顺桨的状态以及开顺桨的时间，进而将会影响变桨过程数据的采集。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例的目的在于提供一种风机变桨系统监测方法、监测设备及存储介质，通过在不依赖于风机scada系统参数读取的情况下，且不受变桨结构形式的影响，在叶根外缘位置安装第一电磁材料触发带，利用电涡流传感器识别变桨状态（变桨方向、变桨角度、变桨转速），提供采集系统需求的触发采集信号，并基于第一电磁材料触发带、电涡流传感器组成的监测设备系统识别并获取变桨状态（开桨、顺桨）、变桨角度、变桨转速以及变桨电机工况四类参数作为风机振动监测（传动链监控、叶片监控、塔筒监控等系统）的工况信号的补充，可兼顾多种变桨结构，数据处理逻辑简单，实用性高，成本低，从而解决上述技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种风机变桨系统监测方法，所述方法应用于监测风机变桨系统的监测设备，所述监测设备包括：第一电磁材料触发带和电涡流传感器；所述第一电磁材料触发带安装在风机叶片的叶根外缘位置，至少覆盖叶根外径的四分之一；所述电涡流传感器固定安装在所述第一电磁材料触发带首端对应的轮毂位置；所述方法包括：获取所述电涡流传感器经过所述第一电磁材料触发带产生的触发波形信号；基于所述触发波形信号，识别风机变桨系统的变桨状态。

3、在上述实现过程中，通过在不依赖于风机scada系统参数读取的情况下，且不受变桨结构形式的影响，在叶根外缘位置安装第一电磁材料触发带，利用电涡流传感器识别变桨状态（变桨方向、变桨角度、变桨转速），提供采集系统需求的触发采集信号，可兼顾多种变桨结构，数据处理逻辑简单，实用性高，成本低。

4、可选地，所述第一电磁材料触发带表面设置第二电磁材料薄板，所述第一电磁材料触发带的第一电磁材料的磁导率大于所述第二电磁材料薄板的第二电磁材料的磁导率；所述变桨状态包括：变桨方向；所述基于所述触发波形信号，识别风机变桨系统的变桨状态，包括：基于所述触发波形信号的特征，确定所述第一电磁材料触发带与所述第二电磁材料薄板设置位置处对应的触发波形幅值；其中，所述触发波形幅值包括：靠近所述首端的第一差异幅值和远离所述首端的第二差异幅值；若所述第一差异幅值大于所述第二差异幅值，则识别所述风机变桨系统的变桨方向为开桨；若所述第一差异幅值小于所述第二差异幅值，则识别所述风机变桨系统的变桨方向为顺桨。

5、在上述实现过程中，通过在第一电磁材料触发带上表面增设磁导率更小的第二电磁材料薄板，能够实现通过该位置处触发波形的幅值差异性判断出确定的变桨方向，方便快捷，提高了识别效率。

6、可选地，所述第一电磁材料触发带表面设置多个第二电磁材料薄板；所述变桨状态还包括：桨叶角位置；所述基于所述触发波形信号，识别风机变桨系统的变桨状态，包括：基于所述触发波形信号的所述触发波形幅值，确定所述第一电磁材料触发带与所述第二电磁材料薄板设置位置处对应的桨叶角位置。

7、在上述实现过程中，通过磁导率不同的材料引发的触发波形的差异特征识别桨叶角位置，提高了桨叶角位置识别的稳定性和准确性。

8、可选地，所述第一电磁材料触发带表面等间距开设多个通孔；所述变桨状态包括：变桨角度；所述基于所述触发波形信号，识别风机变桨系统的变桨状态，包括：基于所述触发波形信号的特征，确定所述通孔位置处对应的触发波形的波谷数量；其中，所述通孔位置处对应的触发波形波谷对应的幅值为零；将90°与波峰数量、所述波谷数量之和的商确定为所述变桨角度的识别精度；其中，所述波峰数量基于所述波谷数量确定。

9、在上述实现过程中，通过在钢带上固定开孔，进而可根据触发带长度，触发波形的波谷、波峰个数确定变桨变化的角度，提高了变桨角度的识别准确性和稳定性。

10、可选地，所述第一电磁材料触发带表面等间距开设多个通孔；所述变桨状态包括：变桨转速；所述基于所述触发波形信号，识别风机变桨系统的变桨状态，包括：基于所述触发波形信号的特征，确定所述通孔位置处对应的触发波形的波谷长度、持续时间；其中，所述通孔位置处对应的触发波形波谷对应的幅值为零；根据每一个所述波谷长度、每一个波峰长度与所述持续时间，分段计算每一段长度的平均转速；其中，所述波峰长度基于所述波谷长度确定；将所述平均转速进行连接处理，获得所述变桨转速。

11、在上述实现过程中，通过在钢带上固定开孔，进而可根据触发带长度，孔距离，触发波形的波谷、波峰个数确定变桨转速，提高了变桨转速的识别准确性和稳定性。

12、可选地，所述第一电磁材料触发带包括：不锈钢带；第二电磁材料薄板包括：铝片。

13、在上述实现过程中，选择不锈钢带、铝片作为第一电磁材料触发带和第二电磁材料薄板，成本低。

14、可选地，所述电涡流传感器的探头尺寸与变桨角度的识别精度正相关。

15、在上述实现过程中，通过设置合适探头尺寸的电涡流传感器，进而可控制变桨角度的识别精度，提高了变桨角度的识别准确性。

16、第二方面，本技术实施例提供了一种监测设备，该设备包括：第一电磁材料触发带、电涡流传感器和控制器；该第一电磁材料触发带安装在风机叶片的叶根外缘位置，至少覆盖叶根外径的四分之一；该电涡流传感器固定安装在第一电磁材料触发带首端对应的轮毂位置；所述控制器用于：获取所述电涡流传感器经过所述第一电磁材料产生的触发波形信号；所述控制器还用于：基于所述触发波形信号，识别风机变桨系统的变桨状态。

17、可选地，所述监测设备还包括：第二电磁材料薄板；所述第一电磁材料触发带表面设置第二电磁材料薄板，所述第一电磁材料触发带的第一电磁材料与所述第二电磁材料薄板的第二电磁材料的磁导率不一致；所述控制器用于：基于所述触发波形信号的特征，确定所述第一电磁材料触发带与所述第二电磁材料薄板设置位置处对应的触发波形幅值；其中，所述触发波形幅值包括：靠近所述首端的第一差异幅值和远离所述首端的第二差异幅值；所述控制器还用于：若所述第一差异幅值大于所述第二差异幅值，则识别所述风机变桨系统的变桨方向为开桨；所述控制器还用于：若所述第一差异幅值小于所述第二差异幅值，则识别所述风机变桨系统的变桨方向为顺桨。

18、第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述的方法的步骤。

19、第四方面，本技术实施例提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。

20、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。