一种蓄能器故障检测方法及装置

技术领域

本申请涉及发电领域，尤其涉及一种蓄能器故障检测方法及装置。

背景技术

蓄能器是液压变桨系统的重要部件，可以吸收液压变桨系统中液体的压力冲击，保护液压系统器件，维持液压变桨系统的动态稳定。若液压变桨系统中的蓄能器发生故障，例如蓄能器的换向阀换向或油路关闭，此时变桨系统中的液压油的运动状态发生改变，容易产生液压冲击，液压冲击会对液压变桨系统中的管道、仪表等器件造成破坏。因此，本领域急需一种蓄能器故障的检测方法，对蓄能器的故障进行监测，及时发现液压变桨系统中蓄能器失效等问题，防止因蓄能器故障造成液压变桨系统部件的进一步损坏，保证风力发电机组稳定运行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种蓄能器故障检测方法及装置，用于检测蓄能器的故障，及时发现液压变桨系统中蓄能器失效等问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请实施例提供一种蓄能器故障检测方法，蓄能器应用于液压变桨系统，方法包括：

获得第一时间段内液压变桨系统中目标机组的实时数据，实时数据包括第一时间段内目标机组的液压站液位和目标机组的变桨角度；

根据实时数据计算液压站液位的最密点，最密点为预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点；

当最密点与目标机组的历史最密点的差值大于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障；目标机组的历史最密点由目标机组的历史数据确定，历史数据包括目标机组的历史液压站液位和目标机组的历史变桨角度。

作为一种可能的实施方式，根据实时数据计算液压站液位的最密点，最密点为预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点，包括：

将实时数据中预设变桨角度对应的数据确定为目标分仓内的数据；

根据液压站液位将目标分仓中的数据划分为多个窗口；

将目标分仓的多个窗口中数据量最大的窗口确定为目标窗口，并计算目标窗口的数据中液压站液位的平均值，平均值为平均值所在的分仓对应的变桨角度下液压站液位的最密点。

作为一种可能的实施方式，将目标分仓的多个窗口中数据量最大的窗口确定为目标窗口，并计算目标窗口的数据中液压站液位的平均值，包括：

将目标分仓的多个窗口中数据量最大的窗口确定为目标窗口；

当目标窗口的数据量等于目标分仓的数据量时，将循环变量的值增加1；

当循环变量的值小于或等于预设变量值时，用目标窗口中的数据替换目标分仓内的数据，并返回根据液压站液位将目标分仓中的数据划分为多个窗口。

作为一种可能的实施方式，还包括：

当循环变量的值大于预设变量值时，计算目标窗口的数据中液压站液位的平均值。

作为一种可能的实施方式，还包括：

当目标窗口的数据量不等于目标分仓的数据量时，将循环变量赋值为0。

作为一种可能的实施方式，还包括：

根据目标机组在第二时间段内的历史数据计算液压站液位的历史最密点，第二时间段早于第一时间段。

作为一种可能的实施方式，根据实时数据计算液压站液位的最密点，包括：

根据实时数据计算液压站液位的多个最密点，多个最密点分别为多个不同的预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点；

当最密点与目标机组的历史最密点的差值大于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障，包括：

当多个最密点与历史最密点的差值的平均值大于等于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障。

作为一种可能的实施方式，还包括：

当最密点与目标机组的历史最密点的差值小于等于第二预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障。

作为一种可能的实施方式，还包括：

对实时数据进行数据清洗，获得有效实时数据；

根据实时数据计算液压站液位的最密点，包括：

根据有效实时数据计算液压站液位的最密点。

根据上述实施例提供的蓄能器故障检测方法，本申请实施例还提供了一种蓄能器故障检测装置，蓄能器应用于液压变桨系统，装置包括：

获得模块，用于获得第一时间段内液压变桨系统中目标机组的实时数据，实时数据包括第一时间段内目标机组的液压站液位和目标机组的变桨角度；

计算模块，用于根据实时数据计算液压站液位的最密点，最密点为预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点；

判断模块，用于当最密点与目标机组的历史最密点的差值大于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障；目标机组的历史最密点由目标机组的历史数据确定，历史数据包括目标机组的历史液压站液位和目标机组的历史变桨角度。

作为一种可能的实施方式，计算模块具体用于：

将实时数据中预设变桨角度对应的数据确定为目标分仓内的数据；

根据液压站液位将目标分仓中的数据划分为多个窗口；

将目标分仓的多个窗口中数据量最大的窗口确定为目标窗口，并计算目标窗口的数据中液压站液位的平均值，平均值为平均值所在的分仓对应的变桨角度下液压站液位的最密点。

通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种蓄能器故障检测方法，蓄能器应用于液压变桨系统，方法包括：获得第一时间段内液压变桨系统中目标机组的实时数据，实时数据包括第一时间段内目标机组的液压站液位和目标机组的变桨角度；根据实时数据计算液压站液位的最密点，最密点为预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点；当最密点与目标机组的历史最密点的差值大于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障；目标机组的历史最密点由目标机组的历史数据确定，历史数据包括目标机组的历史液压站液位和目标机组的历史变桨角度。

由此可知，本申请实施例提供的蓄能器故障检测方法，通过获得目标机组的液压站液位和变桨角度，并根据液压站液位和变桨角度计算液压站液位的最密点，将该最密点与目标机组的历史最密点进行比较，实现了对蓄能器故障的检测。如此，本申请实施例提供的方法，在无需加装额外的测量设备的情况下，利用液压变桨系统中原有的数据，便可以对蓄能器的故障进行检测，防止因蓄能器故障造成液压变桨系统部件的进一步损坏，保证风力发电机组安全、稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种气囊式蓄能器的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种蓄能器故障检测方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种蓄能器故障检测方法的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种计算液压站液位的最密点的方法示意图；

图5为本申请实施例提供的一种蓄能器故障检测装置的示意图。

具体实施方式

为了帮助更好地理解本申请实施例提供的方案，在介绍本申请实施例提供的方法之前，先介绍本申请实施例方案的应用的场景。

蓄能器是液压变桨系统的重要部件，可以吸收压力冲击，保护液压系统器件，维持液压变桨系统的动态稳定。作为一个示例，变桨系统蓄能器可以为气囊式蓄能器，其结构如图1所示，其中充液室与液压油路相连。液压变桨系统工作时，变桨系统蓄能器的气囊首先充气到预定压力，随着液压系统压力的逐渐增大，当液压系统的压力大于蓄能器预充气压力时，液压油通过进液阀进入蓄能器。气囊的预充气压力可以通过与气囊相连的充气阀进行调节。若液压系统压力开始下降，在预充气压力的作用下，变桨系统蓄能器内的油液通过出液阀流入液压系统；当液压系统压力处于最小值时，蓄能器内的油液全部流回液压系统。此外变桨系统蓄能器还能存储能量，当液压系统油管破裂或系统故障超速时，风机可以利用其储存的油压完成紧急顺桨。

为了解决上述的技术问题，本申请实施例提供了一种蓄能器故障检测方法，蓄能器应用于液压变桨系统，该方法包括：获得第一时间段内液压变桨系统中目标机组的实时数据，实时数据包括第一时间段内目标机组的液压站液位和目标机组的变桨角度；根据实时数据计算液压站液位的最密点，最密点为预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点；当最密点与目标机组的历史最密点的差值大于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障；目标机组的历史最密点由目标机组的历史数据确定，历史数据包括目标机组的历史液压站液位和目标机组的历史变桨角度。在无需加装额外的测量设备的情况下，利用液压变桨系统中原有的数据，便可以对蓄能器的故障进行检测，防止因蓄能器故障造成液压变桨系统部件的进一步损坏，保证风力发电机组安全、稳定运行。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

参见图2，该图为本申请实施例提供一种蓄能器故障检测方法的流程图。

本申请实施了提供的蓄能器应用于液压变桨系统，如图2所示，本申请实施例提供的蓄能器故障检测方法，包括：

S201：获得第一时间段内液压变桨系统中目标机组的实时数据，实时数据包括第一时间段内目标机组的液压站液位和目标机组的变桨角度；

S202：根据实时数据计算液压站液位的最密点，最密点为预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点；

S203：当最密点与目标机组的历史最密点的差值大于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障；目标机组的历史最密点由目标机组的历史数据确定，历史数据包括目标机组的历史液压站液位和目标机组的历史变桨角度。

在获得了实时数据后，本申请还可以对实时数据进行清洗，并通过清洗后的实施数据计算液压站液位的最密点。作为一个示例，本申请可以删除实时数据中的空值、死值或其他明显异常的数据等。实施数据中明显异常的数据可以包括液压站液位超出液压站液位最大值的数据、液压站液位小于液压站液位最小值的数据、变桨角度大于变桨角度最大值的数据或变桨角度小于变桨角度最小值的数据。

为了使得本申请提供的蓄能器故障检测方法的准确度更高，本申请中的第一时间段内的目标机组的实时数据的数据量需要大于第一预设数据量阈值。作为一个示例，第一预设数据量阈值可以为6000条。对实时数据清洗后剩下的有效数据需要大于第二预设数据量阈值。作为一个示例，第而预设数据量阈值可以为3000条。

需要说明的是，本申请实施例中的历史最密点根据目标机组的历史数据确定。本申请实施例可以先根据目标机组较长一段时间内的历史数据确定一个固定的数值作为历史最密点，也可以根据目标机组在早于第一时间段的第二时间段内的历史数据确定历史最密点。

在实际的应用中，为了防止因蓄能器故障造成液压变桨系统部件的进一步损坏，本申请实施例可以周期性地获取目标机组的实际数据，并根据上述的方法判断目标机组对应的蓄能器是否故障。作为一个示例，检测蓄能器是否故障的周期可以为1-3天中的任意时长。当历史最密点为根据在第二时间段内的历史数据确定的，在不同的检测周期内，不同的第一时间段可以对应不同的第二时间段，例如第二时间段可以为早于第一时间段预设时间的时间段，作为一个示例，预设时间可以为半个月至一个月中的任意时长，本申请实施例在此不做限定。需要说明的是，目标机组在长期使用的过程中，各种运行参数可能存在变化。根据目标机组的近期数据(第二时间段内的历史数据)确定历史最密点，可以更为准确地判断目标机组对应的蓄能器是否存在故障。

为了使得本申请提供的蓄能器故障检测方法的准确度更高，本申请实施例还可以计算多个不同的预设变桨角度下的最密点，然后根据多个不同的预设变桨角度下的最密点判断蓄能器是否存在故障。作为一种可能的实施方式，本申请实施例中根据实时数据计算液压站液位的最密点，包括：根据实时数据计算液压站液位的多个最密点，多个最密点分别为多个不同的预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点。例如，假设实施数据中包含多个变桨角度下的液压站液位的数据，第一预设变桨角度对应的液压站液位的最密点为第一最密点，第二预设变桨角度对应的液压站液位的最密点为第二最密点。

作为一种可能的实施方式，当多个最密点与历史最密点的差值的平均值大于等于第一预设阈值时，本申请实施例提供的方法判断目标机组对应的蓄能器故障。当最密点与目标机组的历史最密点的差值小于等于第二预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障。需要说明的是，第一预设阈值和第二预设阈值可以根据目标机组的实际运行参数确定。

作为另一种可能的实施方式，当存在多个最密点时，本申请实施例也可以针对于不同预设变桨角度下的最密点设置不同的预设条件。例如，假设本申请中的多个最密点包括第一最密点和第二最密点，当第一最密点与其对应的历史最密点的差值在第一预设区间内时，且第二最密点与其对应的历史最密点的差值在第二预设区间内时，判断目标机组对应的蓄能器没有故障。否则，则判断目标机组对应的蓄能器故障。

需要说明的是，本申请实施例提供的蓄能器故障检测方法，在无需加装额外的测量设备的情况下，利用液压变桨系统中原有的数据，便可以对蓄能器的故障进行检测。在检测到蓄能器故障后，可以通过目标机组的异常显示模型，将故障信息及时显示给工作人员，通知工作人员进行处理，防止因蓄能器故障造成液压变桨系统其他部件的进一步损坏，保证风力发电机组安全、稳定运行。

为了更好地理解本申请提供的蓄能器故障检测方法，本申请实施例提供了一个蓄能器故障检测方法的示例。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种蓄能器故障检测方法的示意图。

如图3所示，可以先获取目标机组的实时数据data1，以及N天前相同时间长度的实时数据data2，并分别统计data1的数据量Q1和data2的数据量data2。当Q1和Q2均大于预设的第一预设数据量阈值P1是，对实时数据进行清洗与处理。例如删除实时数据中的空值与死值，并筛选变桨角度大于变桨角度最小值P2且小于变桨角度最大值P3，液压站液位大于液压站液位最小值P4且小于液压站液位最大值P5的数据。然后统计data1剩下的有效数据量Q3和data2剩下的有效数据量Q4。当Q3和Q4均大于第二预设数据量阈值P6时，对清洗后的data1和data2进行特征提取。例如对清洗后的data1和data2分别计算每个分仓下的液压站液位的最密点，并计算计算当前液位的最密点与历史最密点的偏差的平均值D。当D大于等于第一预设阈值或小于等于第二预设阈值时，判断蓄能器失效。

为了更好的理解本申请实施例提供的方案，下面对本申请实施例中根据实时数据计算液压站液位的最密点的方法进行具体的介绍。

作为一种可能的实施方式，可以将实时数据中预设变桨角度对应的数据确定为目标分仓内的数据；根据液压站液位将目标分仓中的数据划分为多个窗口；将目标分仓的多个窗口中数据量最大的窗口确定为目标窗口，并计算目标窗口的数据中液压站液位的平均值，平均值为平均值所在的分仓对应的变桨角度下液压站液位的最密点。

作为一个示例，在根据液压站液位将目标分仓中的数据划分为多个窗口后，可以将目标分仓的多个窗口中数据量最大的窗口确定为目标窗口；当目标窗口的数据量等于目标分仓的数据量时，将循环变量的值增加1；当目标窗口的数据量不等于目标分仓的数据量时，将循环变量赋值为0。当循环变量的值小于或等于预设变量值时，用目标窗口中的数据替换目标分仓内的数据，并返回根据液压站液位将目标分仓中的数据划分为多个窗口，重复上述的步骤，直到当循环变量的值大于预设变量值时，计算目标窗口的数据中液压站液位的平均值，平均值为平均值所在的分仓对应的变桨角度下液压站液位的最密点。

参见图4，该图为本申请实施例提供的一种计算液压站液位的最密点的方法示意图。

如图4所示，首先对目标机组的液压站液位数据按变桨角度进行分仓，分仓大小可根据实际情况选取。获取预设变桨角度对应的目标分仓内的液位数据，统计其数据量Q6，并记循环变量repeat为0。若目标分仓内液位数据量Q6小于第三预设数据量阈值P9，计算其平均液位作为该分仓的液压站液位最密点；否则，对该分仓的液压数据以step为大小划分窗口，并统计每个窗口内数据量。筛选数据量最大的窗口为目标窗口。并记录目标窗口的数据量Q7。当Q6等于Q7时，repeat＝repeat+1；否则repeat＝0。当repeat小于或等于预设变量值P10时，比较Q7与第四预设数据量阈值P11。若Q7小于P11，计算目标窗口的平均液位作为该分仓的液压站液位最密点。否则更新Q6和step，将目标窗口内的数据代替目标分仓内的数据，并将step更新为step/10，然后对目标窗口下的液位数据重新划分窗口重复上述过程。直到若更新后的repeat大于P10，计算该窗口的平均液位作为该分仓的液压站液位最密点。重复上述过程，直至获得所有预设变桨角度分仓下的液压站液位最密点。

综上所述，本申请实施例提供的蓄能器故障检测方法，通过获得目标机组的液压站液位和变桨角度，并根据液压站液位和变桨角度计算液压站液位的最密点，将该最密点与目标机组的历史最密点进行比较，实现了对蓄能器故障的检测。如此，本申请实施例提供的方法，在无需加装额外的测量设备的情况下，利用液压变桨系统中液压站液位，便可以对蓄能器的故障进行检测，在蓄能器发生故障时，能够及时通知工作人员进行处理，避免液压变桨系统中的其他部件长期工作在液压不稳定的环境下，防止因蓄能器故障造成液压变桨系统其他部件的进一步损坏，保证风力发电机组安全且稳定运行，降低目标机组的发电量损失。

根据上述实施例提供的蓄能器故障检测方法，本申请实施例还提供了一种蓄能器故障检测装置。

参见图5，该图为本申请实施例提供的一种蓄能器故障检测装置的示意图。

本申请实施例提供的蓄能器应用于液压变桨系统。如图5所示，该蓄能器故障检测装置，装置包括：

获得模块100，用于获得第一时间段内液压变桨系统中目标机组的实时数据，实时数据包括第一时间段内目标机组的液压站液位和目标机组的变桨角度；

计算模块200，用于根据实时数据计算液压站液位的最密点，最密点为预设变桨角度下液压站液位分布最密集的点；

判断模块300，用于当最密点与目标机组的历史最密点的差值大于第一预设阈值时，判断目标机组对应的蓄能器故障；目标机组的历史最密点由目标机组的历史数据确定，历史数据包括目标机组的历史液压站液位和目标机组的历史变桨角度。

作为一种可能的实施方式，计算模块具体用于：将实时数据中预设变桨角度对应的数据确定为目标分仓内的数据；根据液压站液位将目标分仓中的数据划分为多个窗口；将目标分仓的多个窗口中数据量最大的窗口确定为目标窗口，并计算目标窗口的数据中液压站液位的平均值，平均值为平均值所在的分仓对应的变桨角度下液压站液位的最密点。

综上所述，本申请实施例提供的蓄能器故障检测装置，在无需加装额外的测量设备的情况下，利用液压变桨系统中液压站液位，便可以对蓄能器的故障进行检测，在蓄能器发生故障时，能够及时通知工作人员进行处理，避免液压变桨系统中的其他部件长期工作在液压不稳定的环境下，防止因蓄能器故障造成液压变桨系统其他部件的进一步损坏，保证风力发电机组安全且稳定运行，降低目标机组的发电量损失。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。