本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的不斷增長和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，可再生能源的開發(fā)利用越來越受到重視。風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源形式，近年來得到了快速發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的高效穩(wěn)定運(yùn)行對于保障能源供應(yīng)和降低環(huán)境影響具有重要意義。

2、然而，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中，由于受到自然環(huán)境和設(shè)備老化等因素的影響，難免會(huì)出現(xiàn)各種故障。這些故障如果得不到及時(shí)的監(jiān)測和處理，不僅會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率，還可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至引發(fā)安全事故。因此，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障診斷，對于提高其可靠性和安全性至關(guān)重要。

3、傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)測和故障診斷方法主要依賴于現(xiàn)場人員的定期檢查和維護(hù)，這種方法不僅效率低下，而且難以實(shí)現(xiàn)對故障的早期預(yù)警和快速響應(yīng)。隨著信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障診斷技術(shù)逐漸成為風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法。該方法通過采集故障狀態(tài)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的歷史數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，構(gòu)建基于序列到序列(seq2seq)架構(gòu)的故障監(jiān)測模型，并利用該模型完成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障監(jiān)測與診斷。該方法能夠有效提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測和故障診斷能力，降低維護(hù)成本，提高發(fā)電效率和安全性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法，步驟包括：

3、采集故障狀態(tài)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的歷史數(shù)據(jù)；

4、對所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到處理后數(shù)據(jù)；

5、對所述處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提?。?/p>

6、基于提取的特征，構(gòu)建故障監(jiān)測模型；

7、利用所述故障監(jiān)測模型，完成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障監(jiān)測與診斷。

8、優(yōu)選的，進(jìn)行預(yù)處理的方法包括：對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和填充，通過設(shè)定閾值范圍，將超出該范圍的數(shù)據(jù)視為異常值并進(jìn)行剔除；當(dāng)數(shù)據(jù)中存在缺失值時(shí)，采用插值法對數(shù)據(jù)進(jìn)行填充。

9、優(yōu)選的，采用快速傅里葉變換進(jìn)行特征提?。?/p>

10、

11、式中，x(k)表示在頻率索引k處的復(fù)數(shù)形式的頻率分量，即信號(hào)在該頻率下的幅度和相位信息；x(n)表示原始時(shí)域信號(hào)；n表示信號(hào)的總樣本數(shù)；j表示虛數(shù)單位；n表示信號(hào)樣本的索引。

12、優(yōu)選的，以seq2seq為構(gòu)架，構(gòu)建所述故障監(jiān)測模型；

13、編碼器部分是一個(gè)雙向長短期記憶網(wǎng)絡(luò)，用于夠捕捉時(shí)間序列數(shù)據(jù)中的前后文信息；

14、解碼器部分是一個(gè)lstm網(wǎng)絡(luò)，用于在每個(gè)時(shí)間步計(jì)算對編碼器輸出的加權(quán)和，從而關(guān)注對當(dāng)前預(yù)測最相關(guān)的特征。

15、優(yōu)選的，模型中間為一個(gè)二分支結(jié)構(gòu)，第一條分支采用雙邊注意力機(jī)制來學(xué)習(xí)提取到的振動(dòng)數(shù)據(jù)的特征；第二條分支采用多頭注意力機(jī)制學(xué)習(xí)噪聲數(shù)據(jù)的特征。

16、本發(fā)明還提供了一種針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)上述方法，包括：采集模塊、處理模塊、提取模塊、構(gòu)建模塊和監(jiān)測模塊；

17、所述采集模塊用于采集故障狀態(tài)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的歷史數(shù)據(jù)；

18、所述處理模塊用于對所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到處理后數(shù)據(jù)；

19、所述提取模塊用于對所述處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提??；

20、所述構(gòu)建模塊用于基于提取的特征，構(gòu)建故障監(jiān)測模型；

21、所述監(jiān)測模塊用于利用所述故障監(jiān)測模型，完成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障監(jiān)測與診斷。

22、優(yōu)選的，所述處理模塊的工作流程包括：對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和填充，通過設(shè)定閾值范圍，將超出該范圍的數(shù)據(jù)視為異常值并進(jìn)行剔除；當(dāng)數(shù)據(jù)中存在缺失值時(shí)，采用插值法對數(shù)據(jù)進(jìn)行填充。

23、優(yōu)選的，所述提取模塊的工作流程包括：采用快速傅里葉變換進(jìn)行特征提?。?/p>

24、

25、式中，x(k)表示在頻率索引k處的復(fù)數(shù)形式的頻率分量，即信號(hào)在該頻率下的幅度和相位信息；x(n)表示原始時(shí)域信號(hào)；n表示信號(hào)的總樣本數(shù)；j表示虛數(shù)單位；n表示信號(hào)樣本的索引

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

27、本發(fā)明顯著提高了故障檢測的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度，降低了維護(hù)成本，增強(qiáng)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性和安全性，為風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定運(yùn)行和能源的可持續(xù)供應(yīng)提供了有力保障。

1.一種針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法，其特征在于，步驟包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法，其特征在于，進(jìn)行預(yù)處理的方法包括：對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和填充，通過設(shè)定閾值范圍，將超出該范圍的數(shù)據(jù)視為異常值并進(jìn)行剔除；當(dāng)數(shù)據(jù)中存在缺失值時(shí)，采用插值法對數(shù)據(jù)進(jìn)行填充。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法，其特征在于，采用快速傅里葉變換進(jìn)行特征提?。?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法，其特征在于，以seq2seq為構(gòu)架，構(gòu)建所述故障監(jiān)測模型；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法，其特征在于，模型中間為一個(gè)二分支結(jié)構(gòu)，第一條分支采用雙邊注意力機(jī)制來學(xué)習(xí)提取到的振動(dòng)數(shù)據(jù)的特征；第二條分支采用多頭注意力機(jī)制學(xué)習(xí)噪聲數(shù)據(jù)的特征。

6.一種針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括：采集模塊、處理模塊、提取模塊、構(gòu)建模塊和監(jiān)測模塊；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊的工作流程包括：對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和填充，通過設(shè)定閾值范圍，將超出該范圍的數(shù)據(jù)視為異常值并進(jìn)行剔除；當(dāng)數(shù)據(jù)中存在缺失值時(shí)，采用插值法對數(shù)據(jù)進(jìn)行填充。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述提取模塊的工作流程包括：采用快速傅里葉變換進(jìn)行特征提?。?/p>
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷方法及系統(tǒng)，其中方法步驟包括：采集故障狀態(tài)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的歷史數(shù)據(jù)；對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到處理后數(shù)據(jù)；對處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提?。换谔崛〉奶卣?，構(gòu)建故障監(jiān)測模型；利用故障監(jiān)測模型，完成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障監(jiān)測與診斷。本發(fā)明顯著提高了故障檢測的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度，降低了維護(hù)成本，增強(qiáng)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性和安全性，為風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定運(yùn)行和能源的可持續(xù)供應(yīng)提供了有力保障。

技術(shù)研發(fā)人員：陳會(huì)濤,閆吉晨,安鵬程,杜俊凱,韓世康,別文博,柴杉杉,趙英杰,劉名揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：平頂山學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8