本發(fā)明涉及風(fēng)電機(jī)組，尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組的故障診斷與處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的不斷增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益增強(qiáng)，可再生能源的開發(fā)和利用成為了世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。風(fēng)能作為一種清潔、可再生的能源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。風(fēng)電機(jī)組作為風(fēng)能發(fā)電的核心設(shè)備，其運(yùn)行效率和穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。然而，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)電機(jī)組由于長(zhǎng)期暴露在惡劣的自然環(huán)境中，以及受到設(shè)計(jì)、制造、安裝和維護(hù)等多種因素的影響，難免會(huì)出現(xiàn)各種故障。這些故障不僅會(huì)影響風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行，降低發(fā)電效率，還可能對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，甚至引發(fā)安全事故。因此，開發(fā)一種高效、準(zhǔn)確的風(fēng)電機(jī)組故障診斷與處理系統(tǒng)顯得尤為重要。

2、現(xiàn)有的技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)并傳輸至數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)根據(jù)預(yù)處理的結(jié)果進(jìn)行故障類型識(shí)別以獲取故障診斷報(bào)告，然后發(fā)出預(yù)警信號(hào)并接收參數(shù)重置信息，最后對(duì)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行重置，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的故障處理。

3、例如公告號(hào)為：cn114856940b發(fā)明專利公告的一種基于vr的風(fēng)電機(jī)組在線智能診斷方法以及系統(tǒng)，包括：獲取風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行攝像數(shù)據(jù)和在線運(yùn)行數(shù)據(jù)以構(gòu)建風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)vr運(yùn)行模型；對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行在線重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，生成重點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并將重點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入至基礎(chǔ)vr運(yùn)行模型中，生成運(yùn)行監(jiān)測(cè)vr模型；對(duì)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行故障診斷分析，生成在線智能診斷數(shù)據(jù)并導(dǎo)入至運(yùn)行監(jiān)測(cè)vr模型中，生成監(jiān)測(cè)診斷vr模型；對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行故障可視化分析，生成故障可視化信息并與監(jiān)測(cè)診斷vr模型進(jìn)行可視化結(jié)合，生成診斷展示vr模型；獲取運(yùn)維工作人員設(shè)置的智能診斷周期，生成周期智能診斷數(shù)據(jù)并在診斷展示vr模型中進(jìn)行可視化。

4、例如公告號(hào)為：cn108894932b發(fā)明專利公告的一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)軸承故障智能診斷系統(tǒng)及方法，包括：實(shí)時(shí)采集所述風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)軸承的狀態(tài)參數(shù)并進(jìn)行緩存；接收風(fēng)電機(jī)組主控系統(tǒng)提供的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估策略、機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)及主控系統(tǒng)數(shù)據(jù)和指令信息；接收指令信息并進(jìn)行分析處理，判斷出軸承狀態(tài)和潛在的故障發(fā)展趨勢(shì)，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估策略對(duì)風(fēng)電機(jī)軸承狀態(tài)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估；將數(shù)據(jù)分析結(jié)果和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果反饋給風(fēng)電機(jī)組主控系統(tǒng)。

5、但本技術(shù)在實(shí)現(xiàn)本技術(shù)實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問(wèn)題：

6、現(xiàn)有技術(shù)中，由于故障識(shí)別算法無(wú)法完全適用于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和多樣性，導(dǎo)致從數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到故障預(yù)警再到參數(shù)重置和故障處理的流程可能存在時(shí)間延遲，進(jìn)而導(dǎo)致故障在未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況下直接進(jìn)行一步操作，存在風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中故障診斷可靠性不高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例通過(guò)提供一種風(fēng)電機(jī)組的故障診斷與處理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中故障診斷可靠性不高的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中故障診斷可靠性的提高。

2、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種風(fēng)電機(jī)組的故障診斷與處理系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊、故障診斷模塊、故障處理模塊和控制器優(yōu)化模塊；其中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取指定風(fēng)電機(jī)組中的風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)域內(nèi)的環(huán)境參數(shù)對(duì)關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)的影響情況以獲取運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)，所述運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)用于評(píng)估指定風(fēng)電機(jī)組在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)的受影響程度；所述故障診斷模塊用于將獲取的運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)與運(yùn)行狀態(tài)閾值范圍進(jìn)行比較以判定是否發(fā)送故障診斷指令，若是，則對(duì)待發(fā)送故障診斷指令進(jìn)行故障等級(jí)劃分；所述故障處理模塊用于接收故障等級(jí)劃分后的故障診斷指令并根據(jù)故障診斷指令的接收情況獲取響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)，同時(shí)基于獲取的響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)判斷是否進(jìn)行故障診斷，所述響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)用于反映故障處理模塊與故障診斷模塊之間的響應(yīng)延遲程度；所述控制器優(yōu)化模塊用于根據(jù)故障診斷的結(jié)果生成故障診斷報(bào)告并根據(jù)故障診斷報(bào)告上的統(tǒng)計(jì)情況對(duì)自動(dòng)控制器進(jìn)行優(yōu)化以獲取優(yōu)化評(píng)估值，同時(shí)根據(jù)獲取的優(yōu)化評(píng)估值判斷是否完成優(yōu)化，所述優(yōu)化評(píng)估值用于評(píng)估自動(dòng)控制器的優(yōu)化效果。

3、進(jìn)一步的，所述運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)的獲取步驟包括：l1，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的變化情況，獲取指定風(fēng)電機(jī)組在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的齒輪箱溫度偏差分?jǐn)?shù)，判斷齒輪箱溫度偏差分?jǐn)?shù)是否小于1，若是，則執(zhí)行l(wèi)2，否則對(duì)指定風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行停機(jī)操作直至齒輪箱溫度偏差分?jǐn)?shù)小于1，所述關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)包括風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、功率輸出和振動(dòng)信號(hào)，所述環(huán)境參數(shù)包括環(huán)境風(fēng)速、風(fēng)向、葉片角度、風(fēng)輪振動(dòng)加速度和齒輪箱溫度，所述齒輪箱溫度偏差分?jǐn)?shù)為平均齒輪箱溫度與參考齒輪箱溫度之差的絕對(duì)值與參考齒輪箱溫度偏差的比值；l2，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)指定風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均風(fēng)輪振動(dòng)加速度，判斷平均風(fēng)輪振動(dòng)加速度是否在風(fēng)輪振動(dòng)加速度閾值范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行l(wèi)3，否則發(fā)送風(fēng)輪檢修指令至運(yùn)維人員；l3，獲取指定風(fēng)電機(jī)組所處的預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)域在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)速偏差分?jǐn)?shù)和風(fēng)向偏差分?jǐn)?shù)，所述風(fēng)速偏差分?jǐn)?shù)為最大環(huán)境風(fēng)速與平均風(fēng)速的比值，所述風(fēng)向偏差分?jǐn)?shù)為平均風(fēng)向角度與參考風(fēng)向角度之差的絕對(duì)值與參考風(fēng)向角度的比值；l4，對(duì)獲取的齒輪箱溫度偏差分?jǐn)?shù)、風(fēng)速偏差分?jǐn)?shù)和風(fēng)向偏差分?jǐn)?shù)進(jìn)行處理并結(jié)合指定風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均葉片角度得到運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)。

4、進(jìn)一步的，所述運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)的具體限制表達(dá)式為：

5、

6、

7、

8、

9、式中，t為預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段的編號(hào)，t＝1,2,...,t，t為預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段的總數(shù)量，yunt表示指定風(fēng)電機(jī)組在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)，at表示指定風(fēng)電機(jī)組在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的齒輪箱溫度偏差分?jǐn)?shù)，a1t表示指定風(fēng)電機(jī)組在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均齒輪箱溫度，a10表示參考齒輪箱溫度，δa10表示參考齒輪箱溫度偏差，bt表示指定風(fēng)電機(jī)組所處的預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)域在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)速偏差分?jǐn)?shù)，b1t表示指定風(fēng)電機(jī)組所處的預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)域在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的最大環(huán)境風(fēng)速，表示指定風(fēng)電機(jī)組所處的預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)域在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均風(fēng)速，ct表示指定風(fēng)電機(jī)組所處的預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)域在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)向偏差分?jǐn)?shù)，c1t表示指定風(fēng)電機(jī)組所處的預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)域在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均風(fēng)向角度，c10表示參考風(fēng)向角度，c2t表示指定風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均葉片角度，at表示指定風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪在第t個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均風(fēng)輪振動(dòng)加速度，δa表示風(fēng)輪振動(dòng)加速度閾值范圍。

10、進(jìn)一步的，所述響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)通過(guò)以下方法獲取：獲取故障診斷模塊中指定路由器的第一響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)和故障處理模塊中指定路由器的第二響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)，對(duì)第一響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)和第二響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)進(jìn)行求和平均后再進(jìn)行對(duì)數(shù)處理得到響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)；所述第一響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)的獲取流程為：獲取故障診斷模塊在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的診斷時(shí)長(zhǎng)偏差值和指令發(fā)送時(shí)長(zhǎng)偏差值，同時(shí)從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取第一參考時(shí)長(zhǎng)偏差值；將診斷時(shí)長(zhǎng)偏差值和指令發(fā)送時(shí)長(zhǎng)偏差值的加法運(yùn)算結(jié)果與第一參考時(shí)長(zhǎng)偏差值進(jìn)行比值運(yùn)算得到第一響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)；所述診斷時(shí)長(zhǎng)偏差值為故障診斷時(shí)長(zhǎng)與參考故障診斷時(shí)長(zhǎng)的差值；所述指令發(fā)送時(shí)長(zhǎng)偏差值為故障診斷指令發(fā)送時(shí)長(zhǎng)與參考故障指令發(fā)送時(shí)長(zhǎng)的差值；所述第一參考時(shí)長(zhǎng)偏差值為參考故障診斷時(shí)長(zhǎng)與參考故障診斷指令發(fā)送時(shí)長(zhǎng)之和；所述第二響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)的獲取流程為：獲取故障處理模塊在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的指令接收時(shí)長(zhǎng)偏差值和故障處理時(shí)長(zhǎng)偏差值，同時(shí)從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取第二參考時(shí)長(zhǎng)偏差值；將指令接收時(shí)長(zhǎng)偏差值和故障處理時(shí)長(zhǎng)偏差值的加法運(yùn)算結(jié)果與第二參考時(shí)長(zhǎng)偏差值進(jìn)行比值運(yùn)算得到第二響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)；所述指令接收時(shí)長(zhǎng)偏差值為故障診斷指令接收時(shí)長(zhǎng)與參考故障診斷指令接收時(shí)長(zhǎng)的差值；所述故障處理時(shí)長(zhǎng)偏差值為故障處理時(shí)長(zhǎng)與參考故障處理時(shí)長(zhǎng)的差值；所述第二參考時(shí)長(zhǎng)偏差值為參考故障診斷指令接收時(shí)長(zhǎng)與參考故障處理時(shí)長(zhǎng)之和。

11、進(jìn)一步的，所述控制器優(yōu)化模塊包括優(yōu)化策略制定單元和優(yōu)化評(píng)估值獲取單元；所述優(yōu)化策略制定單元：用于根據(jù)故障診斷報(bào)告中的統(tǒng)計(jì)情況制定相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化策略，所述統(tǒng)計(jì)情況包括故障頻率、持續(xù)時(shí)間和影響范圍，所述優(yōu)化策略包括調(diào)整控制參數(shù)和增加冗余設(shè)備；所述優(yōu)化評(píng)估值獲取單元：用于根據(jù)制定的優(yōu)化策略對(duì)自動(dòng)控制器進(jìn)行優(yōu)化并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)優(yōu)化過(guò)程以獲取優(yōu)化評(píng)估值。

12、進(jìn)一步的，所述優(yōu)化評(píng)估值通過(guò)以下方法獲取：k1，判斷故障診斷報(bào)告中故障頻率是否在故障頻率允許范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行k2，否則對(duì)檢修后的自動(dòng)控制器進(jìn)行優(yōu)化；k2，獲取自動(dòng)放電控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第一響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)和第一能耗降低率并分別進(jìn)行處理后得到第一優(yōu)化評(píng)估值，所述第一響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)表示自動(dòng)放電控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第一響應(yīng)速率與上一運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第一初始響應(yīng)速率的比值，所述第一能耗降低率表示自動(dòng)放電控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第一能耗值與運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第一初始能耗值的比值，所述第一優(yōu)化評(píng)估值為第一響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)與第一能耗降低率之和；k3，獲取自動(dòng)電壓控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第二響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)和第二能耗降低率并分別進(jìn)行處理后得到第二優(yōu)化評(píng)估值，所述第二響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)表示自動(dòng)電壓控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第二響應(yīng)速率與上一運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第二初始響應(yīng)速率的比值，所述第二能耗降低率表示自動(dòng)電壓控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第二能耗值與上一運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第二初始能耗值的比值，所述第二優(yōu)化評(píng)估值為第二響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)與第二能耗降低率之和；k4，將第一優(yōu)化評(píng)估值與第二優(yōu)化評(píng)估值進(jìn)行反余弦函數(shù)處理后得到優(yōu)化評(píng)估值。

13、本技術(shù)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

14、1、通過(guò)將獲取的運(yùn)行狀態(tài)干擾分?jǐn)?shù)與運(yùn)行狀態(tài)閾值范圍進(jìn)行比較以判定是否發(fā)送故障診斷指令，然后接收故障等級(jí)劃分后的故障診斷指令并基于獲取的響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)判斷是否進(jìn)行故障診斷，最后根據(jù)故障診斷報(bào)告上的統(tǒng)計(jì)情況對(duì)自動(dòng)控制器進(jìn)行優(yōu)化并獲取優(yōu)化評(píng)估值，從而實(shí)現(xiàn)了故障診斷與處理準(zhǔn)確性的提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中故障診斷可靠性的提高，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中故障診斷可靠性不高的問(wèn)題。

15、2、通過(guò)獲取故障診斷模塊在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的診斷時(shí)長(zhǎng)偏差值和指令發(fā)送時(shí)長(zhǎng)偏差值并結(jié)合第一參考時(shí)長(zhǎng)偏差值得到第一響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)，同時(shí)獲取故障處理模塊在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的指令接收時(shí)長(zhǎng)偏差值和故障處理時(shí)長(zhǎng)偏差值并結(jié)合第二參考時(shí)長(zhǎng)偏差值得到第二響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)分?jǐn)?shù)，據(jù)此獲取響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)，從而實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)延遲分?jǐn)?shù)獲取準(zhǔn)確性和可靠性的提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了故障診斷與處理準(zhǔn)確性的提高。

16、3、通過(guò)獲取自動(dòng)放電控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第一響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)和第一能耗降低率并分別進(jìn)行處理后得到第一優(yōu)化評(píng)估值，同時(shí)獲取自動(dòng)電壓控制器在預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的第二響應(yīng)速率分?jǐn)?shù)和第二能耗降低率并分別進(jìn)行處理后得到第二優(yōu)化評(píng)估值，再將第一優(yōu)化評(píng)估值與第二優(yōu)化評(píng)估值進(jìn)行反余弦函數(shù)處理后得到優(yōu)化評(píng)估值，從而實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化評(píng)估值的更準(zhǔn)確獲取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制器優(yōu)化可靠性的提高。