号。
[0053] 具体地，步骤S40具体包括：
[0054]判断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，是，发出偏航制 动系统的偏航制动闸片磨损的警示信号，否，发出偏航制动系统异常的警示信号。
[0055]请同时结合图3至图5理解，其中，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；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；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。
[0056]经研究表明，偏航制动系统在偏航过程中，若偏航制动盘上进入异物或被油污等 杂质污染时，其与偏航制动闸片相对滑动摩擦产生的振动信号的频谱结构会发生改变，如 图4所示，会存在在新的频点幅值升高的现象，通常该新的频点为低频段;若偏航制动闸片 磨损严重时，则会出现部分偏航制动闸体与偏航制动盘发生钢铁对钢铁的摩擦，这时偏航 制动闸片的磨损部分的相对滑动摩擦由原来的复合材料对钢铁的摩擦变成了钢铁对钢铁 的摩擦，钢铁对钢铁的摩擦过程中会产生比正常摩擦更高频率的振动信号，也就是说，实时 采集到的摩擦振动信号的频谱结构也发生相应的较大变化，即出现高频段幅值突然跃升的 现象，如图5所示，应当理解，由于摩擦加剧，此时各频点的幅值也会发生变化。
[0057]这里需要说明的是，上述所指的低频段和高频段是个相对概念，以图3至图5中所 示的具体实施例而言，低频段为〇~2500Hz，高频段为3000~4500Hz，可以理解，图3至图5只 是示例性地说明，对于不同结构的偏航制动系统而言，其低频段、高频段并不绝对一致，实 际操作过程中，可事先针对不同偏航制动系统对应的振动频段进行标定。
[0058]鉴于此，实际操作中，可根据监测到的实时振动信号的频域谱图是否发生高频段 幅值跃升，来判断偏航制动系统是处于异常还是偏航制动闸片发生磨损，当分析报警单元 104发出偏航制动系统异常的警示信号后，工作人员可在正常停机阶段对偏航制动系统进 行检查维护，当分析报警单元104发出偏航制动系统的偏航制动闸片磨损的警示信号后，则 需立即停机，工作人员需要及时更换偏航制动闸片。
[0059]具体地，步骤S40中的警示信号可发送至风电机组的主控系统200，继而通过风电 机组的主控系统200发送至风电场中央监控系统；如此便于对风电场各风电机组的集中管 理和维护。
[0060] 更具体地，当风电机组的主控系统200接收到偏航制动闸片磨损的警示信号后，还 发出停机的控制信号，以避免磨损扩大化。
[0061] 具体的方案中，偏航制动系统在偏航过程中的实时振动信号频域谱图可通过下述 方式获取：
[0062] 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，再对该时域振动信号进行转换得到实时振动信号频域谱图。
[0063] 需要说明的是，预存在存储单元101内的标准振动信号频域谱图也可通过上述类 似方式获取后保存。
[0064] 相应地，所述装置的获取单元具体可包括以下部件：
[0065] 采集单元，该具体方案中，采集单元为振动传感器102,用于采集偏航制动系统在 偏航过程中的时域振动信号；
[0066]信号处理单元103,用于对振动传感器102采集到的时域振动信号进行转换以得到 实时振动信号频域谱图。
[0067] 应当理解，根据实际需求，该信号处理单元103还可对振动传感器102采集到的时 域振动信号进行放大或滤波处理。
[0068]更具体的方案中，通过对时域振动信号进行傅里叶转换来得到实时振动信号频域 谱图。
[0069]其中，转换方法如下式所示：
[0070]
[0071]
[0072]
[0073]
[0074] ω〇为基频；
[0075] To = 2V ?〇,为周期。
[0076] 傅里叶转换的方式简便可靠，当然，实际应用中，也可采用其他转换方式，如小波 变换等。
[0077] 此外，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，可参考图6 理解，该系统为智能系统10,具体包括上述所述的监测风电机组偏航制动系统运行状态的 装置，另外，该智能系统10还具有与采集单元连接的信号输入端口 l〇b，并具有警示信号输 出端口 IOa;该智能系统10中，可将前述装置的存储单元101、信号处理单元103及分析报警 单元104集成为一个模块。
[0078]前述装置通过警示信号输出端口 IOa将警示信号发送至风电机组的主控系统200， 可以理解，风电机组的主控系统200具有与智能系统10的警示信号输出端口 IOa连接的警示 信号输入端口 200a。
[0079] 具体的方案中，可将作为采集单元的振动传感器102安装于偏航制动系统的偏航 制动盘或偏航制动闸体，根据不同机组的现场安装条件，可以选用螺纹连接的安装方式，也 可选用磁吸的安装方式。
[0080] 其中，智能系统10的分析报警单元104发出的警示信号可以以开关量信号的形式 发送至风电机组的主控系统200。
[0081]具体地，智能系统10具有两路开关量信号输出端口，对应连接风电机组的主控系 统200的两路开关量信号输入端口，分别用于偏航制动系统异常的警示信号传递和偏航制 动闸片磨损的警示信号传递。
[0082]通常，发出警示信号时，与警示信号类别相对应的开关量信号输出端口输出高电 平。
[0083]以上对本发明所提供的监测风电机组偏航系统运行状态的方法、装置及系统均进 行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这 些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 监测风电机组偏航制动系统运行状态的方法，其特征在于，包括下述步骤： 获取偏航制动系统的实时振动信号频域谱图； 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。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述警示信号发送至风电机组的主控系 统。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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。5. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，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。6. 监测风电机组偏航制动系统运行状态的装置，其特征在于，包括： 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； 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； 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。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，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。8. 根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述获取单元具体包括： 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； 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。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，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。10. 监测风电机组偏航制动系统运行状态的系统，其特征在于，包括： 权利要求6-9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； 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。
【专利摘要】本发明公开了一种监测风电机组偏航系统运行状态的方法、装置及系统；所述方法包括下述步骤：获取偏航制动系统的实时振动信号频域谱图；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。该方法通过监测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，得到偏航制动闸片的状态，从而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。
【IPC分类】F03D17/00
【公开号】CN105673356
【申请号】CN201610112210
【发明人】田锋, 杨建勇
【申请人】新疆金风科技股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月29日