CN108150361B - 风力发电机组机舱振动的监测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种风力发电机组机舱振动的监测方法和装置，该方法包括：采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号；根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率；根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率；根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率；若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振，实现了对转矩共振的监测，也实现了对由于转速‑转矩波动所引起的机舱振动超限的监测，便于对风力发电机组的机舱进行保护。

Description

风力发电机组机舱振动的监测方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组机舱振动的监测方法和装置。

背景技术

风力发电机组在发电过程中由于各种原因会引起机舱振动。当风力发电机组由于风况或自身控制原因，有时会因引起转速—转矩波动，当转速—转矩的波动频率与风力发电机组的机舱固有频率接近时，很容易引起机舱的振动超限，在机舱的振动超限时对风力发电机组造成危害。

现有技术中没有监测由于转速—转矩波动所引起机舱振动超限的方法，所以当发生由于转速—转矩波动引起的机舱振动超限时，不便于对风力发电机组的机舱进行保护。

发明内容

本发明实施例提供一种，该方法解决了现有技术中没有监测由于转速—转矩波动所引起机舱振动超限的方法，导致不便于对风力发电机组的机舱进行保护的技术问题。

本发明实施例提供一种风力发电机组机舱振动的监测方法，包括：

采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号；

根据所述机舱的加速度信号计算机舱的固有频率；

根据所述当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率；

根据所述当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率；

若所述当前转矩的波动频率和所述当前转速的波动频率分别与所述机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振。

本发明实施例提供一种风力发电机组机舱振动的监测装置，包括：

信号采集单元，用于采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号；

与所述信号采集单元连接的机舱固有频率计算单元，用于根据所述机舱的加速度信号计算机舱的固有频率；

与所述信号采集单元连接的转矩波动频率计算单元，用于根据所述当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率；

与所述信号采集单元连接的转速波动频率计算单元，用于根据所述当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率；

振动监测单元，与所述机舱固有频率计算单元、所述转矩波动频率计算单元及所述转速波动频率计算单元连接，所述振动监测单元用于若所述当前转矩的波动频率和所述当前转速的波动频率分别与所述机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振。

本发明实施例提供一种风力发电机组机舱振动的监测方法和装置，通过采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号；根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率；根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率；根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率；若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振。实现了对转矩共振的监测，也实现了对由于转速-转矩波动所引起的机舱振动超限的监测，便于对风力发电机组的机舱进行保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明风力发电机组机舱振动的监测方法实施例一的流程图；

图2为本发明风力发电机组机舱振动的监测方法实施例二的流程图；

图3为本发明风力发电机组机舱振动的监测装置实施例一的结构示意图；

图4为本发明风力发电机组机舱振动的监测装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

图1为本发明风力发电机组机舱振动的监测方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的执行主体为风力发电机组机舱振动的监测装置，该装置可以集成在风力发电机组的主控系统中，则本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测方法包括以下几个步骤。

步骤101，采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号。

本实施例中，可在风力发电机组的机舱上安装加速度传感器，通过加速度传感器采集机舱的加速度信号。本实施例中，可通过变流器采集当前时间段发电机的转矩信号和转速信号。

其中，本实施例中，对当前时间段的数值不做限定，如可以为10秒、20秒或其他适宜的数值。

本实施例中，采集风力发电机组机舱的加速度信号时，可每隔第一预设时间段对第二预设时间段的机舱加速度信号连续进行采集。如每隔1小时对连续60秒内的机舱加速度信号进行采集。其中，对第一预设时间段和第二预设时间段的数值不做限定。或者，本实施例中，也可对风力发电机组机舱的加速度信号长期不间断地进行采集。如连续两天采集风力发电机组机舱的加速度信号。

步骤102，根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率。

本实施例中，根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率的方法可以为：首先对机舱的加速度信号进行快速傅里叶变换，以获得机舱加速度的频率谱，然后获取机舱加速度的频率谱中预设频段内的机舱的加速度信号的最大值对应的频率；最后将机舱的加速度信号的最大值对应的频率作为机舱的固有频率。其中，预设频段可根据多次试验确定，如可以为0.35～0.45Hz。

本实施例中，根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率的方法还可以为其他方法，本实施例中对此不做限定。

步骤103，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率。

具体地，本实施例中，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率可以为：首先计算当前时间段发电机的转矩信号的平均值，然后，计算当前时间段发电机的转矩信号与平均值之间的转矩差值信号，然后对转矩差值信号进行快速傅里叶变换，获得频率谱，获取频率谱中转矩差值信号的最大值对应的频率，将该转矩差值信号最大值对应的频率作为当前转矩的波动频率。其中，计算当前时间段发电机的转矩信号与平均值之间的转矩差值信号的作用为滤除转矩信号中的低频成分，防止低频成分的信号对确定当前转矩波动频率的干扰。

或者，本实施例中，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率还可以为：首先对当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转矩信号；其次对处理后的转矩信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转矩信号的频率谱；然后获取处理后的转矩信号的频率谱中的处理后的转矩信号的最大值对应的频率；最后将处理后的转矩信号的最大值对应的频率作为当前转矩的波动频率。本实施例中，对当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理的目的也为去除当前时间段内的转矩信号的低频成分，防止低频成分的信号对确定当前转矩波动频率的干扰。

需要说明的是，本实施例中，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率的方法还可以为其他方法，本实施例中对此不做限定。

步骤104，根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率。

本实施例中，步骤104中根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率的方法与步骤103中根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率的方法类似。

具体地，根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率可以为：首先计算当前时间段发电机的转速信号的平均值，然后，计算当前时间段发电机的转速信号与平均值之间的转速差值信号，然后对转速差值信号进行快速傅里叶变换，获得频率谱，获取频率谱中转速差值信号的最大值对应的频率，最后将该转速差值信号最大值对应的频率作为当前转速的波动频率。其中，计算当前时间段发电机的转速信号与平均值之间的转速差值信号的作用为滤除转速信号中的低频成分，防止低频成分的信号对确定当前转速波动频率的干扰。

或者，本实施例中，根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率还可以为：首先对当前时间段内的转速信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转速信号；其次对处理后的转速信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转速信号的频率谱；然后获取处理后的转速信号的频率谱中的处理后的转速信号的最大值对应的频率；最后将处理后的转速信号的最大值对应的频率作为当前转速的波动频率。本实施例中，对当前时间段内的转速信号进行低阻滤波处理的目的也为去除当前时间段内的转速信号的低频成分，防止低频成分的信号对确定当前转速波动频率的干扰。

同理，本实施例中，根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率的方法还可以为其他方法，本实施例中对此不做限定。

步骤105，若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振。

具体地，本实施例中，若当前转矩的波动频率与机舱的固有频率的差值绝对值小于预设的触发共振阈值，并且当前转速的波动频率与机舱的固有频率的差值绝对值也小于预设的触发共振阈值，则说明发生了转矩共振。

其中，预设的触发共振阈值的取值本实施例中不做限定，如可以为0.1Hz或0.15Hz等。

本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测方法，通过采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号；根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率；根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率；根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率；若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振，实现了对转矩共振的监测，实现了对由于转速-转矩波动所引起的机舱振动超限的监测，便于对风力发电机组的机舱进行保护。

图2为本发明风力发电机组机舱振动的监测方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测方法，是在本发明风力发电机组机舱振动的监测方法实施例一的基础上，对步骤101-步骤105的进一步细化，则本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测方法包括以下步骤。

步骤201，采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号。

进一步地，本实施例中，在采集风力发电机组机舱的加速度信号时，每隔第一预设时间段对第二预设时间段内的机舱加速度信号进行采集。能够对加速度信号进行大数据量并且更全面的采集。

其中，第一预设时间段可以为1小时、2小时或其他适宜的数值。第二预设时间可以为60秒，70秒或其他适宜的数值。

步骤202，根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率。

进一步地，本实施例中，步骤202可分为以下几个步骤进行。

首先，每隔第一预设时间段对第二预设时间段内的机舱的加速度信号进行快速傅里叶变换，以获得机舱加速度的频率谱。

具体地，本实施例中，每隔第一预设时间段对第二预设时间段内的机舱的加速度信号进行快速傅里叶变换，能够获得多个第二预设段内的机舱加速度的频率谱，每个机舱加速度的频率谱表示第二预设时间段内机舱的加速度信号的频率和幅值的关系图谱。

其次，获取机舱加速度的频率谱中预设频段内的机舱的加速度信号的最大值对应的频率，作为机舱的固有频率。

其中，预设频段为0.35Hz～0.45Hz。该预设频段的取值范围是多次试验后的经验值。

步骤203，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率和当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值。

进一步的地，本实施例中，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值的目的是为了判断当前时间段发电机的转矩信号是否在正常波动范围内。具体地，可将当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值与预设的正常波动阈值进行比较，若当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值小于或等于预设的正常波动阈值，则说明当前时间段发电机的转矩信号在正常波动范围内，若当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值大于预设的正常波动阈值，则说明当前时间段发电机的转矩信号在异常波动范围内。

其中，预设的正常波动阈值的取值根据多次试验后的经验确定。

进一步地，本实施例中，步骤203中，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率具体包括以下几个步骤。

首先，对当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转矩信号。

进一步地，对当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理为将当前时间段内的转矩信号通过一个低阻滤波器，滤除当前时间段内的转矩信号的低频成分。通过对当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理能够防止当前时间段内的转矩信号中的低频成分的信号对确定当前转矩波动频率的干扰。

本实施例中，进行低阻滤波处理后的当前时间段内的转矩信号为处理后的转矩信号。

其次，对处理后的转矩信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转矩信号的频率谱。

进一步地，对处理后的转矩信号进行快速傅里叶变换，能够获得处理后的转矩信号的频率谱，即处理后的转矩信号的频率和幅值的关系谱图。

最后，获取处理后的转矩信号的频率谱中的处理后的转矩信号的最大值对应的频率，作为当前转矩的波动频率。

步骤204，根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率。

进一步地，本实施例中，步骤204可分为以下几个步骤执行。

首先，对当前时间段内的转速信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转速信号。

其次，对处理后的转速信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转速信号的频率谱。

最后，获取处理后的转速信号的频率谱中的处理后的转速信号的最大值对应的频率，作为当前转速的波动频率。

本实施例中，步骤204根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率的方法和本发明实施例中的步骤203中根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率的方法类似，在此不再一一赘述。

步骤205，判断当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值是否均小于预设的触发共振阈值，若是，则执行步骤206，否则，执行步骤209。

步骤206，判断当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值大于预设的正常波动阈值，若是，则执行步骤207，否则，执行步骤209。

本实施例中，结合步骤205和步骤206对本实施例进行说明。

进一步地，本实施例中，若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则说明很大概率上发生转矩共振。若前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值大于预设的正常波动阈值，则说明当前时间段发电机的转矩信号处于异常波动范围，进一步增加了发生转矩共振的概率，所以本实施例中，不仅对当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值是否均小于预设的触发共振阈值进行判断，而且对当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值是否大于预设的正常波动阈值进行判断，其构成了判断是否判定发生转矩共振的两个条件，增加了判定是否发生转矩共振的准确性。

需要说明的是，若不满足上述条件的任意一个，则不判定发生转矩共振。

步骤207，判定发生转矩共振。

步骤208，发出转矩共振报警信号；或者/并且，调整目标桨距角设定值或者调整风力发电机组的实时转速，以减小风力发电机组的机舱振动。。

进一步地，本实施例中，控制风力发电机组进行保护操作具体为：发出转矩共振报警信号；或者/并且调整目标桨距角设定值或者调整风力发电机组的实时转速，以调整当前转速的波动频率、当前转矩的波动频率并降低当前时间段发电机的转矩信号的幅值，减小风力发电机组的机舱振动。

具体地，本实施例中，控制风力发电机组进行保护操作具体为：发出转矩共振报警信号；或者/并且调整目标桨距角设定值或者调整风力发电机组的实时转速。通过控制风力发电机组进行保护操作，调整当前转速的波动频率、当前转矩的波动频率并降低当前时间段发电机的转矩信号的幅值，以使当前转速的波动频率和当前转矩的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均不小于预设的触发共振阈值，并且使当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值不大于预设的正常波动阈值，以不满足转矩共振的条件，减小风力大电机组机舱的振动。

步骤209，控制风力发电机组按照当前状态运行。

具体地，本实施例中，若不满足发出转矩共振报警信号的任意一个条件，则说明风力发电机组的机舱振动不会超限，则控制风力发电机组按照当前状态运行。

本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测方法，在采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号之后，还包括：根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值。相应的，若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，并且当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值大于预设的正常波动阈值，则判定发生转矩共振。增加了判定是否发生转矩共振的准确性。

本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测方法，根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率时，对当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理，能够对当前时间段发电机的转矩信号的低频成分信号进行更高效的去除，进而使计算出的当前转矩的波动频率更准确。同理，根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率时，对当前时间段内的转速信号进行低阻滤波处理，能够对当前时间段发电机的转速信号的低频成分信号进行更有效的去除，进而使计算出的当前转速的波动频率更准确。

本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测方法，在判定发生转矩共振之后包括：发出转矩共振报警信号；或者/并且，调整目标桨距角设定值或者调整风力发电机组的实时转速，以使当前转速的波动频率和当前转矩的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均不小于预设的触发共振阈值，并且使当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值不大于预设的正常波动阈值，以不再满足转矩共振的条件，减小了风力发电机组的机舱振动了，保障了风力发电机组的正常运行。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图3为本发明风力发电机组机舱振动的监测装置实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测装置包括：信号采集单元31，机舱固有频率计算单元32，转矩波动频率计算单元33，转速波动频率计算单元34，振动监测单元35。

其中，信号采集单元31，用于采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号和保护操作控制单元。与信号采集单元31连接的机舱固有频率计算单元32，用于根据机舱的加速度信号计算机舱的固有频率。与信号采集单元31连接的转矩波动频率计算单元33，用于根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率。与信号采集单元31连接的转速波动频率计算单元34，用于根据当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率。振动监测单元35，与机舱固有频率计算单元32、转矩波动频率计算单元33及转速波动频率计算单元34连接，振动监测单元35用于若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振。

本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测装置可以执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图4为本发明风力发电机组机舱振动的监测装置实施例二的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测装置在实施例一提供的风力发电机组机舱振动的监测装置的基础上，进一步地，还包括：保护操作控制单元41和转矩信号波动范围计算单元42。

进一步地，保护操作控制单元41，与振动监测单元35连接，用于在振动监测单元35判定发生转矩共振后发出转矩共振报警信号；或者/并且，用于调整目标桨距角设定值或者调整风力发电机组的实时转速，以减小风力发电机组的机舱振动。

进一步地，转矩信号波动范围计算单元42，用于根据当前时间段发电机的转矩信号计算当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值。相应的，振动监测单元35，具体用于：若当前转矩的波动频率和当前转速的波动频率分别与机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，并且当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值大于预设的正常波动阈值，则判定发生转矩共振。

进一步地，机舱固有频率计算单元32，具体包括：机舱加速度信号变换模块32a和机舱固有频率获取模块32b。

其中，机舱加速度信号变换模块32a，用于每隔第一预设时间段对第二预设时间段内的机舱的加速度信号进行快速傅里叶变换，以获得机舱加速度的频率谱。机舱固有频率获取模块32b，用于获取机舱加速度的频率谱中预设频段内的机舱的加速度信号的最大值对应的频率，作为机舱的固有频率。

进一步地，转矩波动频率计算单元33，具体包括：转矩信号处理模块33a，转矩信号变换模块33b和转矩波动频率获取模块33c。

其中，转矩信号处理模块33a，用于对当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转矩信号。转矩信号变换模块33b，用于对处理后的转矩信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转矩信号的频率谱。转矩波动频率获取模块33c，用于获取处理后的转矩信号的频率谱中的处理后的转矩信号的最大值对应的频率，作为当前转矩的波动频率。

进一步地，转速波动频率计算单元34，具体包括：转速信号处理模块34a，转速信号变换模块34b和转速波动频率获取模块34c。

其中，转速信号处理模块34a，用于对当前时间段内的转速信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转速信号。转速信号变换模块34b，用于对处理后的转速信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转速信号的频率谱。转速波动频率获取模块34c，用于获取处理后的转速信号的频率谱中的处理后的转速信号的最大值对应的频率，作为当前转速的波动频率。

本实施例提供的风力发电机组机舱振动的监测装置可以执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组机舱振动的监测方法，其特征在于，包括：

采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号；

根据所述机舱的加速度信号计算机舱的固有频率；

根据所述当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率；

根据所述当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率；

若所述当前转矩的波动频率和所述当前转速的波动频率分别与所述机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振；

所述采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号之后，还包括：

根据所述当前时间段发电机的转矩信号计算所述当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值；

相应的，所述若所述当前转矩的波动频率和所述当前转速的波动频率分别与所述机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振，具体包括：

若所述当前转矩的波动频率和所述当前转速的波动频率分别与所述机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，并且所述当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值大于预设的正常波动阈值，则判定发生转矩共振。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述判定发生转矩共振的之后包括：

发出转矩共振报警信号；或者/并且，

调整目标桨距角设定值或者调整所述风力发电机组的实时转速，以减小风力发电机组的机舱振动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述机舱的加速度信号计算机舱的固有频率，具体包括：

每隔第一预设时间段对第二预设时间段内的所述机舱的加速度信号进行快速傅里叶变换，以获得机舱加速度的频率谱；

获取所述机舱加速度的频率谱中预设频段内的所述机舱的加速度信号的最大值对应的频率，作为机舱的固有频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率具体包括：

对所述当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转矩信号；

对所述处理后的转矩信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转矩信号的频率谱；

获取所述处理后的转矩信号的频率谱中的所述处理后的转矩信号的最大值对应的频率，作为当前转矩的波动频率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率，具体包括：

对所述当前时间段内的转速信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转速信号；

对所述处理后的转速信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转速信号的频率谱；

获取所述处理后的转速信号的频率谱中的所述处理后的转速信号的最大值对应的频率，作为当前转速的波动频率。

6.一种风力发电机组机舱振动的监测装置，其特征在于，包括：

信号采集单元，用于采集风力发电机组机舱的加速度信号、当前时间段发电机的转矩信号和转速信号；

与所述信号采集单元连接的机舱固有频率计算单元，用于根据所述机舱的加速度信号计算机舱的固有频率；

与所述信号采集单元连接的转矩波动频率计算单元，用于根据所述当前时间段发电机的转矩信号计算当前转矩的波动频率；

与所述信号采集单元连接的转速波动频率计算单元，用于根据所述当前时间段发电机的转速信号计算当前转速的波动频率；

振动监测单元，与所述机舱固有频率计算单元、所述转矩波动频率计算单元及所述转速波动频率计算单元连接，所述振动监测单元用于若所述当前转矩的波动频率和所述当前转速的波动频率分别与所述机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，则判定发生转矩共振；

转矩信号波动范围计算单元，用于根据所述当前时间段发电机的转矩信号计算所述当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值；

相应的，所述振动监测单元，具体用于：

若所述当前转矩的波动频率和所述当前转速的波动频率分别与所述机舱的固有频率的差值绝对值均小于预设的触发共振阈值，并且所述当前时间段发电机的转矩信号的最大值和最小值的差值大于预设的正常波动阈值，则判定发生转矩共振。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

保护操作控制单元，与所述振动监测单元连接，用于在所述振动监测单元判定发生转矩共振后发出转矩共振报警信号；或者/并且，用于调整目标桨距角设定值或者调整所述风力发电机组的实时转速，以减小风力发电机组的机舱振动。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述机舱固有频率计算单元，具体包括：

机舱加速度信号变换模块，用于每隔第一预设时间段对第二预设时间段内的所述机舱的加速度信号进行快速傅里叶变换，以获得机舱加速度的频率谱；

机舱固有频率获取模块，用于获取所述机舱加速度的频率谱中预设频段内的所述机舱的加速度信号的最大值对应的频率，作为机舱的固有频率。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转矩波动频率计算单元，具体包括：

转矩信号处理模块，用于对所述当前时间段内的转矩信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转矩信号；

转矩信号变换模块，用于对所述处理后的转矩信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转矩信号的频率谱；

转矩波动频率获取模块，用于获取所述处理后的转矩信号的频率谱中的所述处理后的转矩信号的最大值对应的频率，作为当前转矩的波动频率。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转速波动频率计算单元，具体包括：

转速信号处理模块，用于对所述当前时间段内的转速信号进行低阻滤波处理，以获得处理后的转速信号；

转速信号变换模块，用于对所述处理后的转速信号进行快速傅里叶变换，以获得处理后的转速信号的频率谱；

转速波动频率获取模块，用于获取所述处理后的转速信号的频率谱中的所述处理后的转速信号的最大值对应的频率，作为当前转速的波动频率。