【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于風電機組狀態監測，具體涉及一種風電機組實時振動監測方法和系統。
技術介紹
1、振動信號作為風電機組狀態監測領域的核心監測要素，精準捕捉與分析風電機組的振動水平，對準確分析與掌握風電機組大部件的健康狀態具有非常重要的價值。因此，狀態監測系統(condition?monitoring?system，cms)已成為風電領域振動監測的標準監測方案，廣泛應用在風電機組振動監測領域。
2、然而，現有的振動監測方法主要問題如下：
3、(1)定時采集策略，達不到風電機組實時振動監測的目的。定時采集策略一般為每2小時或4小時采集一次振動數據，所采集的振動數據涵蓋了風電機組傳動鏈關鍵測點的振動數據。這種定時采集方式存在一定的隨機性，即可能在機組故障停機、待機、低轉速狀態下進行數據采集，造成振動數據的冗余。對于高轉速、大能量的振動數據采集存在一定的機會性，導致高轉速、大能量的振動數據不足，在后續的振動分析中需要更長的時間進行數據積累。
4、(2)計算能力有限，出于成本壓力，現有的振動采集系統計算能力有限，不具備復雜特征邊緣計算能力，無差異的進行振動數據傳輸，給數據存儲造成一定壓力。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種風電機組實時振動監測方法和系統，實現了風電機組傳動鏈振動信號的實時采集與有條件數據傳輸功能，以解決實時采集的數據存儲壓力大的技術問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、第一方面，本專
4、采集風電機組傳動鏈關鍵部件原始振動信號和轉速信號；
5、緩存原始振動信號；
6、結合轉速信號對原始振動信號進行特征分析，得到原始振動信號的階次頻譜特征，同時提取原始振動信號的時域特征，并基于多狀態觸發回傳機制回傳必傳數據和/或選傳數據；所述必傳數據包括原始振動信號的階次頻譜特征和時域特征；所述選傳數據包括風電機組傳動鏈關鍵部件原始振動信號和轉速信號；
7、接收必傳數據和/或選傳數據，并傳輸至服務器。
8、進一步的，緩存原始振動信號時，監聽每個傳感器的心跳信號，基于所述心跳信號判斷傳感器是否異常，將異常的傳感器預警信號上傳至服務器。
9、進一步的，緩存原始振動信號時長大于設定緩存時間。
10、進一步的，結合轉速信號對原始振動信號進行特征分析前，對每個原始振動信號進行數據有效性分析，將存在數據有效性問題的原始振動信號作為特殊數據回傳至服務器。
11、進一步的，多狀態觸發回傳機制為：滿足特定轉速觸發、特定階次特征觸發、特定時域特征觸發和人工觸發中的任意一個時，進行原始振動信號和轉速信號存儲；
12、所述特定轉速觸發為：設定時間內平均轉速滿足第一設定條件；
13、所述特定階次特征觸發為：階次頻譜特征滿足第二設定條件時；
14、所述特定時域特征觸發為：振動信號的時域特征超過給定閾值時；
15、人工觸發為：接收到人工觸發信號。
16、進一步的，進行原始振動信號和轉速信號存儲時，若連續滿足存儲條件，則每隔一個存儲間隔存儲一次，并將需要保存的原始振動信號上傳到長時存儲服務器中。
17、第二方面，本專利技術提供一種風電機組實時振動監測系統，包括：
18、信號感知模塊，用于采集風電機組傳動鏈關鍵部件原始振動信號和轉速信號；
19、流數據存儲模塊，用于緩存原始振動信號；
20、多狀態觸發數據回傳模塊，用于結合轉速信號對原始振動信號進行特征分析，得到原始振動信號的階次頻譜特征，同時提取原始振動信號的時域特征，并基于多狀態觸發回傳機制回傳必傳數據和/或選傳數據；所述必傳數據包括原始振動信號的階次頻譜特征和時域特征；所述選傳數據包括風電機組傳動鏈關鍵部件原始振動信號和轉速信號；
21、數據接收與存儲模塊，用于接收必傳數據和/或選傳數據，并傳輸至服務器。
22、進一步的，信號感知模塊包括振動傳感器和光電編碼器。
23、進一步的，多狀態觸發數據回傳模塊還用于對每個振動傳感器數據進行數據有效性分析，將存在數據有效性問題的原始振動信號作為特殊數據回傳。
24、進一步的，數據有效性分析包括對原始振動信號中的突變數據、超量程數據、數值保持不變、方差極小數據進行監測與判斷。
25、與現有技術相比，本專利技術至少具有以下有益的技術效果：
26、本專利技術提供的首先選擇合適的傳感器對風電機組傳動鏈關鍵測點振動信號進行采集，并同步采集風電機組轉速信號；隨后，將實時采集的信號傳輸到流處理存儲器中，進行臨時緩存處理。然后，對緩存的振動數據與轉速數據進行特征提取與條件規則設定。最后將特征數據實時傳輸到長時存儲服務器，并將條件觸發的原始振動數據與轉速按需回傳到長時存儲服務器進行高價值振動數據存儲，為后續振動分析與算有優化提供數據支撐。
27、所提供的方法，是一種實時振動信號采集方法，能夠實現風電機組振動數據實時采集。提出的方法與系統是一種具有邊緣計算能力的數據采集方法與系統，能夠進行復雜的特征提取與計算功能。所提出的方法是一種具有緩存與故障錄波功能，提供多種觸發策略進行原始振動數據回傳，減少原始振動數據全量回傳的傳輸壓力。
28、進一步的，為了避免持續滿足觸發條件，導致數據重復存儲問題，設定了存儲間隔，即使連續滿足存儲條件，將控制每隔存儲間隔存儲一次，減低數據傳輸與存儲壓力。
29、進一步的，流數據存儲模塊監聽每個傳感器的心跳信號，判斷傳感器是否正常工作，將異常狀態的傳感器警告信息上傳至服務器，可及時提醒維修人員進行傳感器維護，提高監測信號的準確性。進一步的，本專利技術對每個振動傳感器數據進行數據有效性分析，將存在數據有效性問題的數據作為特殊數據回傳，一旦發現傳感器故障或數據異常，可以立即報警或進行修復，從而避免故障擴大，同時確保傳感器數據的真實性和可靠性，避免因數據錯誤導致的誤判。
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1.一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，緩存原始振動信號時，監聽每個傳感器的心跳信號，基于所述心跳信號判斷傳感器是否異常，將異常的傳感器預警信號上傳至服務器。
3.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，緩存原始振動信號時長大于設定緩存時間。
4.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，所述結合轉速信號對原始振動信號進行特征分析前，對每個原始振動信號進行數據有效性分析，將存在數據有效性問題的原始振動信號作為特殊數據回傳至服務器。
5.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，所述多狀態觸發回傳機制為：滿足特定轉速觸發、特定階次特征觸發、特定時域特征觸發和人工觸發中的任意一個時，進行原始振動信號和轉速信號存儲；
6.根據權利要求5所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，所述進行原始振動信號和轉速信號存儲時，若連續滿足存儲條件，則每隔一個存儲間隔存儲一次，并將需要保存的原始振
7.一種風電機組實時振動監測系統，其特征在于，包括：
8.根據權利要求7所述的一種風電機組實時振動監測系統，其特征在于，信號感知模塊包括振動傳感器和光電編碼器。
9.根據權利要求7所述的一種風電機組實時振動監測系統，其特征在于，所述多狀態觸發數據回傳模塊還用于對每個振動傳感器數據進行數據有效性分析，將存在數據有效性問題的原始振動信號作為特殊數據回傳。
10.根據權利要求8所述的一種風電機組實時振動監測系統，其特征在于，所述數據有效性分析包括對原始振動信號中的突變數據、超量程數據、數值保持不變、方差極小數據進行監測與判斷。
...【技術特征摘要】
1.一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，緩存原始振動信號時，監聽每個傳感器的心跳信號，基于所述心跳信號判斷傳感器是否異常，將異常的傳感器預警信號上傳至服務器。
3.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，緩存原始振動信號時長大于設定緩存時間。
4.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，所述結合轉速信號對原始振動信號進行特征分析前，對每個原始振動信號進行數據有效性分析，將存在數據有效性問題的原始振動信號作為特殊數據回傳至服務器。
5.根據權利要求1所述的一種風電機組實時振動監測方法，其特征在于，所述多狀態觸發回傳機制為：滿足特定轉速觸發、特定階次特征觸發、特定時域特征觸發和人工觸發中的任意一個時，進行原始振動信號和轉速信...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒佳文，王青天，崔向升，王敬，趙鵬程，童彤，張燧，
申請(專利權)人：華能新能源上海發電有限公司，
類型：發明
國別省市：
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