本發(fā)明涉及風(fēng)電機(jī)組，具體而言，涉及一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障分析方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)力發(fā)電作為清潔能源的重要組成部分，其運行效率與可靠性在很大程度上依賴于風(fēng)電機(jī)組葉片的正常運作。葉片作為風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵部件，長期暴露在復(fù)雜多變的環(huán)境條件下，承受交變載荷、極端天氣等多種因素的影響，極易產(chǎn)生各類故障。據(jù)統(tǒng)計，葉片故障失效不僅會導(dǎo)致高額維修成本，還會造成長時間停機(jī)，嚴(yán)重影響發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)收益。

2、現(xiàn)有技術(shù)中基于單一參量分析的葉片故障診斷方法存在明顯局限性，難以全面準(zhǔn)確地評估葉片的實際運行狀態(tài)。以傳統(tǒng)的振動監(jiān)測方法為例，僅通過閾值判斷振動數(shù)據(jù)是否超標(biāo)來進(jìn)行故障診斷，這種單一維度的分析方法存在以下不足：僅依靠振動信號難以全面反映葉片的復(fù)雜工況；缺乏有效的多模態(tài)數(shù)據(jù)融合機(jī)制，難以全面捕捉葉片狀態(tài)信息，無法保證風(fēng)電機(jī)組葉片的故障分析精度和效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障分析方法，本發(fā)明通過多模態(tài)數(shù)據(jù)分析，保證風(fēng)電機(jī)組葉片的故障分析精度和故障分析效率，避免風(fēng)電機(jī)組因故障造成的長時間停機(jī)，影響發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)收益。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障分析方法，包括：

3、預(yù)先設(shè)定多個參數(shù)采集時刻，基于參數(shù)采集時刻采集風(fēng)電機(jī)組葉片的多組葉片運行參數(shù)，將每個參數(shù)采集時刻對應(yīng)的同等的葉片運行參數(shù)進(jìn)行劃分，得到多個葉片運行參數(shù)組；

4、基于預(yù)設(shè)的突變概率檢測方法對所述葉片運行參數(shù)組進(jìn)行突變檢測，基于突變檢測結(jié)果，確定基準(zhǔn)葉片運行參數(shù)集，并根據(jù)所述基準(zhǔn)葉片運行參數(shù)集計算所述葉片運行參數(shù)組對應(yīng)的葉片運行故障特征因子；

5、確定每個葉片運行參數(shù)組對應(yīng)的葉片運行故障特征因子，將所有的葉片運行故障特征因子進(jìn)行升序排序，并基于升序排序結(jié)果計算所述風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)；

6、獲取預(yù)先設(shè)定的預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)，根據(jù)所述葉片故障分析系數(shù)和所述預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)之間的關(guān)系，判斷所述風(fēng)電機(jī)組葉片是否存在葉片運行故障。

7、進(jìn)一步地，在基于預(yù)設(shè)的突變概率檢測方法對所述葉片運行參數(shù)組進(jìn)行突變檢測，基于突變檢測結(jié)果，確定基準(zhǔn)葉片運行參數(shù)集時，包括：

8、基于預(yù)設(shè)的突變概率檢測方法對所述葉片運行參數(shù)組進(jìn)行突變檢測，確定所述葉片運行參數(shù)組中每一個葉片運行參數(shù)對應(yīng)的突變概率；

9、從所有的突變概率中提取最大突變概率，并確定與所述最大突變概率對應(yīng)的突變?nèi)~片運行參數(shù)；

10、基于所述參數(shù)采集時刻對所述葉片運行參數(shù)組進(jìn)行排序重組；

11、以所述突變?nèi)~片運行參數(shù)為分界線，確定所述葉片運行參數(shù)組中所述突變?nèi)~片運行參數(shù)的左側(cè)葉片運行參數(shù)，確定所述葉片運行參數(shù)組中所述突變?nèi)~片運行參數(shù)的右側(cè)葉片運行參數(shù)；

12、分別確定每一個左側(cè)葉片運行參數(shù)與所述突變?nèi)~片運行參數(shù)的左聚類距離，將所有的左聚類距離進(jìn)行升序排序，并選取前q1個左聚類距離對應(yīng)的葉片運行參數(shù)，作為第一葉片運行參數(shù)；

13、分別確定每一個右側(cè)葉片運行參數(shù)與所述突變?nèi)~片運行參數(shù)的右聚類距離，將所有的右聚類距離進(jìn)行升序排序，并選取前q2個右聚類距離對應(yīng)的葉片運行參數(shù)，作為第二葉片運行參數(shù)；

14、將所述突變?nèi)~片運行參數(shù)、所有第一葉片運行參數(shù)以及所有第二葉片運行參數(shù)進(jìn)行整合，得到所述基準(zhǔn)葉片運行參數(shù)集。

15、進(jìn)一步地，在根據(jù)所述基準(zhǔn)葉片運行參數(shù)集計算所述葉片運行參數(shù)組對應(yīng)的葉片運行故障特征因子時，包括：

16、將所述基準(zhǔn)葉片運行參數(shù)集中的葉片運行參數(shù)進(jìn)行曲線擬合，得到葉片運行參數(shù)擬合曲線，其中，以每個葉片運行參數(shù)對應(yīng)的參數(shù)采集時刻為橫坐標(biāo)，以每個葉片運行參數(shù)為縱坐標(biāo)；

17、確定所述葉片運行參數(shù)擬合曲線上的擬合斜率，并選取最大擬合斜率；

18、計算所述最大突變概率和所述最大擬合斜率的乘積值，作為所述葉片運行參數(shù)組對應(yīng)的葉片運行故障特征因子。

19、進(jìn)一步地，在確定每個葉片運行參數(shù)組對應(yīng)的葉片運行故障特征因子，將所有的葉片運行故障特征因子進(jìn)行升序排序，并基于升序排序結(jié)果計算所述風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)時，包括：

20、確定所有葉片運行故障特征因子對應(yīng)的代表葉片運行故障特征因子，其中，所述代表葉片運行故障特征因子為所有葉片運行故障特征因子的均值；

21、根據(jù)所述代表葉片運行故障特征因子將所有的葉片運行故障特征因子劃分為三個不同的葉片運行故障特征因子序列；

22、基于三個不同的葉片運行故障特征因子序列計算所述風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)。

23、進(jìn)一步地，在根據(jù)所述代表葉片運行故障特征因子將所有的葉片運行故障特征因子劃分為三個不同的葉片運行故障特征因子序列時，包括：

24、預(yù)先設(shè)定第一預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)系數(shù)和第二預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)系數(shù)；

25、確定所述第一預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)系數(shù)與所述代表葉片運行故障特征因子的第一乘積值，作為第一代表葉片運行故障特征因子；

26、確定所述第二預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)系數(shù)與所述代表葉片運行故障特征因子的第二乘積值，作為第二代表葉片運行故障特征因子；

27、確定最小葉片運行故障特征因子，將所述最小葉片運行故障特征因子與所述第一代表葉片運行故障特征因子之間的葉片運行故障特征因子劃分至第一葉片運行故障特征因子序列；

28、將所述第一葉片運行故障特征因子與所述第二代表葉片運行故障特征因子之間的葉片運行故障特征因子劃分至第二葉片運行故障特征因子序列；

29、確定最大葉片運行故障特征因子，將所述最大葉片運行故障特征因子與所述第二代表葉片運行故障特征因子之間的葉片運行故障特征因子劃分至第三葉片運行故障特征因子序列。

30、進(jìn)一步地，在基于三個不同的葉片運行故障特征因子序列計算所述風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)時，包括：

31、統(tǒng)計所述第一葉片運行故障特征因子序列中葉片運行故障特征因子的第一因子數(shù)量；

32、統(tǒng)計所述第二葉片運行故障特征因子序列中葉片運行故障特征因子的第二因子數(shù)量；

33、統(tǒng)計所述第三葉片運行故障特征因子序列中葉片運行故障特征因子的第三因子數(shù)量；

34、基于所述第一因子數(shù)量、第二因子數(shù)量和第三因子數(shù)量計算所述風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)。

35、進(jìn)一步地，在基于所述第一因子數(shù)量、第二因子數(shù)量和第三因子數(shù)量計算所述風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)時，包括：

36、根據(jù)下式計算所述風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)：

37、；

38、其中，p為風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)，u為葉片運行故障特征因子的數(shù)量，yi為第i個葉片運行故障特征因子，t1為第一代表葉片運行故障特征因子，t2為第二代表葉片運行故障特征因子，r1為第一因子數(shù)量，r2為第二因子數(shù)量，r3為第三因子數(shù)量。

39、進(jìn)一步地，在獲取預(yù)先設(shè)定的預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)，根據(jù)所述葉片故障分析系數(shù)和所述預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)之間的關(guān)系，判斷所述風(fēng)電機(jī)組葉片是否存在葉片運行故障時，包括：

40、當(dāng)所述葉片故障分析系數(shù)小于所述預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)時，則判斷所述風(fēng)電機(jī)組葉片不存在葉片運行故障；

41、當(dāng)所述葉片故障分析系數(shù)大于或等于所述預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)時，則判斷所述風(fēng)電機(jī)組葉片存在葉片運行故障。

42、進(jìn)一步地，在判斷所述風(fēng)電機(jī)組葉片存在葉片運行故障之后，還包括：

43、根據(jù)葉片故障分析系數(shù)，發(fā)出不同的故障預(yù)警等級，其中，當(dāng)葉片故障分析系數(shù)處于[0.2,0.4）時，則發(fā)出低故障預(yù)警等級，處于[0.4,0.6）時，發(fā)出中故障預(yù)警等級，處于[0.6,1]時，發(fā)出高故障預(yù)警等級。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

45、本發(fā)明公開了一種風(fēng)電機(jī)組葉片故障分析方法，基于參數(shù)采集時刻采集風(fēng)電機(jī)組葉片的多組葉片運行參數(shù)，將每個參數(shù)采集時刻對應(yīng)的同等的葉片運行參數(shù)進(jìn)行劃分，得到多個葉片運行參數(shù)組；對葉片運行參數(shù)組進(jìn)行突變檢測，確定基準(zhǔn)葉片運行參數(shù)集，計算葉片運行故障特征因子；將葉片運行故障特征因子進(jìn)行升序排序，計算風(fēng)電機(jī)組葉片的葉片故障分析系數(shù)；獲取預(yù)先設(shè)定的預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)，根據(jù)葉片故障分析系數(shù)和預(yù)設(shè)葉片故障分析系數(shù)，判斷風(fēng)電機(jī)組葉片是否存在葉片運行故障，通過多模態(tài)數(shù)據(jù)分析，保證風(fēng)電機(jī)組葉片的故障分析精度和故障分析效率，避免風(fēng)電機(jī)組因故障造成的長時間停機(jī)，影響發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)收益。