一種風電機組故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及信號濾波領域，特別涉及一種基于變上限抗混疊跟蹤濾波階次分析的風電機組故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在國家大力發(fā)展智能電網的背景下，風電作為智能電網的重要組成部分得到快速發(fā)展。隨著風電容量在地區(qū)電網中所占比例的日趨增大，風電在給我們帶來諸多利益的同時，也帶來了一些不利的影響，包括:可能嚴重影響電能質量和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，并有可能危及常規(guī)發(fā)電方式，其主要表現(xiàn)為電壓和頻率的大幅度波動。更為嚴重的是:當風電機組由于風速過大或者電網電壓瞬時大幅度降低而大規(guī)模退出運行時，會給電力系統(tǒng)造成難以承受的大幅度功率波動沖擊。建造合適的蓄能設施可有助于解決這一問題，但要付出額外的投資費用。因此，要建設智能電網，必須要改善風電的隨機性變化對電網的沖擊，而保障風電機組的穩(wěn)定可靠運行是首要任務。
[0003]同時，我國在實施海洋/海島開發(fā)戰(zhàn)略，積極推進海島型智能微電網的建設。為充分利用豐富的海島風資源，海島型微電網普遍配置了風力發(fā)電系統(tǒng)，而風力發(fā)電機組是風力發(fā)電系統(tǒng)的關鍵設備。由于風電機組在室外運行，日曬雨淋，尤其是在高溫高鹽高濕的海島環(huán)境中，在變風速、變負載環(huán)境下和控制系統(tǒng)的延遲響應等因素影響下，即使要求機組工作在額定轉速下，其實際輸出轉速也總是處于波動的狀態(tài)。而且，偏遠的海島型微電網大多數(shù)情況下為孤網運行，風力發(fā)電滲透率均比較高，風電機組的穩(wěn)定運行直接影響海島供電可靠性。因此，運行在復雜環(huán)境、復雜工況下的風電機組，其故障診斷技術是保障風電機組安全運行和智能微電網穩(wěn)定的關鍵技術。
[0004]傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)無法準確地對進行風電機組的故障診斷，而國內目前市場上的風電機組故障診斷系統(tǒng)仍存在諸多缺陷:系統(tǒng)采樣得到的頻譜含有高階量的混疊，濾波效果差；信號頻率變化大，采樣上限頻率不能變化，存在不滿足采樣定理的情況，采樣定理表明采樣頻率必須大于被采樣信號頻率的兩倍。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的是為了改進上述方法存在的不足，提供一種基于變上限抗混疊跟蹤濾波階次分析的風電機組故障診斷系統(tǒng)。
[0006]本實用新型技術方案如下所述:
[0007]一種風電機組故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括風力發(fā)電機組、振動傳感器、轉速傳感器、信號采集卡與計算機信號處理系統(tǒng)；其中，計算機信號處理系統(tǒng)包含過零點提取模塊、數(shù)字變上限抗混疊跟蹤濾波器、等角度重采樣模塊和階次頻譜分析模塊；
[0008]所述數(shù)字變上限抗混疊跟蹤濾波器包含階次設定模塊、周期濾波模塊和信號合成豐吳塊；
[0009]所述等角度重采樣模塊包含等角度時鐘和信號重采樣模塊；
[0010]所述風力發(fā)電機組與所述振動傳感器和所述轉速傳感器連接，所述振動傳感器和所述轉速傳感器與所述信號采集卡連接，所述信號采集卡的轉速信號輸出端與所述過零點提取模塊連接，所述信號采集卡的振動信號輸出端與所述周期濾波模塊連接，所述過零點提取模塊與所述周期濾波模塊和所述等角度時鐘連接，所述階次設定模塊與所述周期濾波模塊連接，所述周期濾波模塊與所述信號合成模塊連接，所述信號合成模塊與所述信號重采樣模塊連接，所述等角度時鐘與所述信號重采樣模塊連接，所述信號重采樣模塊與所述階次頻譜分析模塊連接。
[0011]進一步的，所述振動傳感器采用AC192-1D加速度傳感器，其輸入端口接所述風力發(fā)電機上，輸出端口接所述信號采集卡第一輸入端口。
[0012]進一步的，所述轉速傳感器采用PR-870光電傳感器其輸入端口接所述風力發(fā)電機上，輸出端口接所述信號采集卡第二輸入端口。
[0013]進一步的，所述信號采集卡采用型號為MPS-140801信號采集卡，其轉速信號輸出端口接所述過零點提取模塊輸入端口，振動信號輸出端口接所述周期濾波模塊的第一輸入端口。
[0014]進一步的，所述過零點提取模塊輸出端口接所述周期濾波模塊的第二輸入端口和所述等角度時鐘輸入端口。
[0015]進一步的，所述階次設定模塊輸出端口接所述周期濾波模塊第三輸入端口。
[0016]進一步的，所述周期濾波模塊輸出端口接所述信號合成模塊輸入端口。
[0017]進一步的，所述信號合成模塊輸出端口接所述信號重采樣模塊第一輸入端口。
[0018]進一步的，所述等角度時鐘的輸出端口接所述信號重采樣模塊第二輸入端口。
[0019]進一步的，所述信號重采樣模塊輸出端口接所述階次頻譜分析模塊輸入端口。
[0020]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為:
[0021]本實用新型的系統(tǒng)能適應輸出轉速快速變化的情況，實現(xiàn)了較好的抗混疊跟蹤濾波效果，信號頻率變化小，能有效地提取風電機組故障特征進行數(shù)據(jù)處理，為風電機組安全接入電網以及含風電機組的智能微電網的安全運行提供保障。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結構方框圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]本實用新型提供一種基于變上限抗混疊跟蹤濾波階次分析的風電機組故障診斷系統(tǒng)。
[0025]圖1是本實用新型的系統(tǒng)結構方框圖。本實用新型的系統(tǒng)，包括風力發(fā)電機組、振動傳感器、轉速傳感器、信號采集卡與計算機信號處理系統(tǒng)。
[0026]其中，計算機信號處理系統(tǒng)包含過零點提取模塊、數(shù)字變上限抗混疊跟蹤濾波器、等角度重采樣模塊和階次頻譜分析模塊。數(shù)字變上限抗混疊跟蹤濾波器包含階次設定模塊、周期濾波模塊和信號合成模塊。等角度重采樣模塊包含等角度時鐘和