CN109426241B - 风力发电机组故障数据的记录方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机组故障数据的记录方法及装置。该风力发电机组故障数据的记录方法包括：获取人机交互界面输入的预设数值；根据所述预设数值确定需要采集并记录数据的电气量。本发明提供的风力发电机组故障数据的记录方法及装置，只需要输入预设数值，即可实现对需要采集并记录数据的电气量的配置，且不需要修改控制器程序，使得各个风场、各个风力发电机组的程序一样，易于管理，降低了软件维护成本。

Description

风力发电机组故障数据的记录方法及装置

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其涉及一种风力发电机组故障数据的记录方法及装置。

背景技术

发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，它不仅直接影响输出电能的质量和效率，也影响整个风电转换***的性能和装置结构的复杂性。提高风力发电机组的可利用率(可利用率是指风机正常无故障的时间除以自然时间，一般以天为计算单位)，减少故障次数和故障检修时间，是风力发电行业必须考虑的一个问题。

当风力发电机组发生故障后，为了分析故障原因，控制器中的中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)需要在存储卡中记录风力发电机组故障时的故障数据，即在故障发生时刻，自动、准确、及时地记录故障前、后各种电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，确定故障原因，保证风力发电机组的安全可靠运行。

现有技术中，记录的故障前、后风力发电机组的运行数据对应的电气量往往是预先设置好的，因此经常会出现采集的数据中缺少某些电气量对应的数据的情况，导致无法确定故障原因。对于未采集到的数据，需使用额外的数据采集软件，配置电气量进行数据采集，但这种方式至少存在如下缺陷：由于风力发电机组数量较多且每种故障需要采集的电气量都不一样，如果每次故障分析都修改可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称PLC)程序，会使各个风场、各个风力发电机组的程序都不一样，不易管理，且会增大软件维护成本。

发明内容

本发明提供一种风力发电机组故障数据的记录方法及装置，以实现对需要采集并记录数据的电气量的配置，且不需要修改控制器程序，使各个风场、各个风力发电机组的程序一样，易于管理，降低软件维护成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种风力发电机组故障数据的记录方法，包括：获取人机交互界面输入的预设数值；根据所述预设数值确定需要采集并记录数据的电气量。

另一方面，本发明还提供一种风力发电机组故障数据的记录装置，包括：获取模块，用于获取人机交互界面输入的预设数值；第一确定模块，用于根据所述预设数值确定需要采集并记录数据的电气量。

本发明提供的风力发电机组故障数据的记录方法及装置，只需要输入预设数值，即可实现对需要采集并记录数据的电气量的配置，且不需要修改控制器程序，使得各个风场、各个风力发电机组的程序一样，易于管理，降低了软件维护成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录方法一个实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录方法又一个实施例的流程示意图；

图3为图2所示的风力发电机组故障数据的记录方法的循环实现方法示意图；

图4为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录装置一个实施例的结构示意图；

图5为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录装置又一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面结合附图对本发明实施例风力发电机组故障数据的记录方法及装置进行详细描述。

实施例一

图1为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录方法一个实施例的流程示意图。本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录方法可应用于风力发电机组的变桨***、主控***、变流***中的控制器中。如图1所示，本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录方法，具体可包括：

S101，获取人机交互界面输入的预设数值。

具体的，用户可以从风力发电机组的控制器可以采集到的各种电气量中，选择需要采集并记录数据的电气量，并将选择的需要采集并记录数据的电气量转换为预设数值，输入人机交互界面。控制器获取用户通过人机交互界面输入的预设数值。

S102，根据预设数值确定需要采集并记录数据的电气量。

具体的，对获取的预设数值进行转换，得到需要采集并记录数据的电气量。其中，记录的数据可以是控制器可以采集到的任意传感器数据、通信数据、开关量数据以及***时间等。

本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录方法，只需要输入预设数值，即可实现对需要采集并记录数据的电气量的配置，且不需要修改控制器程序，使得各个风场、各个风力发电机组的程序一样，易于管理，降低了软件维护成本。

实施例二

图2为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录方法又一个实施例的流程示意图。本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录方法，为图1所示的风力发电机组故障数据的记录方法的一种具体实施方式。如图2所示，在图1所示实施例的基础上，本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录方法，具体可包括：

S201，获取人机交互界面输入的预设数值。

具体的，步骤S201与实施例一中的步骤S101相同，此处不再赘述。

实施例一中的步骤S102具体可以包括以下步骤S202和S203。

S202，根据预设数值确定索引数组内各索引编号对应的数值。

具体的，对获取的预设数值进行转换，转换后的数值按顺序与索引数组内各索引编号对应。例如，预设数值可以为十进制数，转换后的各索引编号对应的数值可以为二进制数，具体包括二进制数0或二进制数1。

例如，参见表1所示的电气量配置演示例，获取人机交互界面例如触摸屏输入的预设数值(例如十进制数245，对应表1中的“触摸屏输入数据245”)，转换为二进制数(例如0000000011110101，对应表1中“数值”那列从下往上排列)，二进制数的每一位的数值对应一个电气量对应的索引编号的数值(即对应表1中数组索引中的一个索引编号的值)，0代表与该索引编号对应的电气量不需要采集并记录，即不需要采集并记录该电气量对应的数据或数组，1代表与该索引编号对应的电气量需要采集并记录，即需要采集并记录该电气量对应的数据或数组。每16个二进制数对应一个十进制数，可以根据需要采集的电气量的数量确定需要输入的十进制数的数量。

表1电气量配置演示例

S203，根据各索引编号、各索引编号对应的数值和各索引编号对应的电气量，确定需要采集并记录数据的电气量。

具体的，各索引编号对应的不同数值，用于标识各索引编号对应的电气量是否需要采集并记录。例如，二进制数1对应的索引编号对应的电气量需要采集并记录，二进制数0对应的索引编号对应的电气量不需要采集并记录。根据各索引编号对应的数值、各索引编号和各索引编号对应的电气量，确定需要采集并记录数据的电气量，即哪些电气量的数据需要采集并记录。

进一步的，步骤S203具体可包括：根据各索引编号和各索引编号对应的数值，确定目标索引编号；将目标索引编号对应的电气量，确定为需要采集并记录数据的电气量。

具体的，以各索引编号对应的数值为二进制数0或二进制数1为例，将二进制数1对应的索引编号确定目标索引编号，将目标索引编号对应的电气量，确定为需要采集并记录数据的电气量。

例如，参见表2所示的电气量选择演示例，数组索引中索引编号为0的电气量对应的数值为1，则将该索引编号确定为目标索引编号，将该目标索引编号对应的电气量(例如电气量1)赋值给记录变量1，记录变量是指风力发电机组故障时刻，需采集和记录的电气量，记录变量的顺序和个数均为固定值。索引编号为1的电气量对应的数值为0，则该索引编号被忽略，该索引编号对应的电气量(例如电气量2)被忽略。索引编号为2的电气量对应的数值为1，则将该索引编号确定为目标索引编号，将该目标索引编号对应的电气量(例如电气量3)赋值给记录变量3，以此类推，最终完成全部记录变量的自动选择和配置。

表2电气量选择演示例

进一步的，表1所示的电气量配置演示例和表2所示的电气量选择演示例，可以采用循环功能实现。参见图3，其中，表1对应图3中的步骤301～306，表2对应图3中的步骤307～314。

其中，步骤301～306，使用循环功能，对索引数组内的元素即索引编号进行赋值；其目的是简化程序，具体实现方法为：将触摸屏输入数据的第一个IN类型数据分别赋值给索引数组的元素ARRAY[0]～ARRAY[15]，将触摸屏输入数据的第二个IN类型数据分别赋值给索引数组的元素ARRAY[16]～ARRAY[31]，以此类推。

步骤307～313，判断索引数组内索引编号的值为1的个数；判断索引数组内索引编号的值为1的个数的目的是，保证进行数值转换的电气量与需要采集并记录的电气量个数一致，保证程序执行的正确性；其中，如果索引数组内索引编号的值为1的个数已达到所需记录的电气量个数，则自动将索引数组内剩余索引编号的数值清零；此部分依然采用循环功能，以简化程序；或此部分功能也可以在生成触摸屏输入数据的外部工具中自动完成，以简化控制器程序。

步骤314，根据索引数组内各个元素的值，决定是否将变量列表中的电气量赋值给记录变量。此部分功能也可以通过循环功能完成。

进一步的，步骤S201中的预设数值可以由用户计算后直接输入。也可以使用外部工具(例如Excel VBA编程实现)进行数据运算，运算出对应的数字。具体实现方法如下：根据对变量列表中各电气量的选择情况，确定各电气量对应的数值；根据各电气量对应的数值，计算得到预设数值。

具体的，根据需要采集并记录数据的电气量，对变量列表中各电气量进行选择，根据选择情况确定各电气量对应的数值，例如被选择的电气量对应的数值确定为二进制数1，未被选择的电气量对应的数值确定为二进制数0。根据变量列表中各电气量对应的数值，计算得到预设数值。

进一步的，本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录方法，在步骤S203之后，还可以包括以下步骤：采集并记录与需要采集并记录数据的电气量对应的运行数据，运行数据包括故障发生前的正常运行数据，或者故障发生前的正常数据和故障发生后的故障运行数据。该步骤可以由故障录波模块实现。

进一步的，为降低控制器的CPU利用率、存储卡的空间占用率，避免CPU死机现象的发生，保证风力发电机组的运行安全，对应每个电气量，可以只记录故障前部分(例如90个)运行数据、故障后部分(例如90个)运行数据，而不是全部的运行数据。具体的，故障发生前，依次循环利用第一数组记录采集到的风力发电机组的正常运行数据，新数据的记录导致旧数据的依次清除；故障发生后，依次循环利用位数多于第一数组的位数的第二数组，记录采集到的风力发电机组的故障运行数据，故障运行数据的记录并不导致正常运行数据的清除。故障消除后，恢复循环利用第一数组记录数据过程。

举例如下：

参见表3所示的故障发生前数据记录演示例，数组用于采集并记录风力发电机组的当前运行数据，当风力发电机组没有发生故障时，数组中的元素在第一数组即数组序号1-90之间进行推送，即每采集一个新数据，则数组序号为90的数据被移出，从而只记录并保持90个数据，而数组序号为91-180的数据为0或不变。例如，表3中，假设“第i次数据”表示当前的数据记录情况，则“第i+1次数据”表示下一周期的数据记录情况，从两次的数据看，记录的数据向下发生了移位，在“第i+1次数据”中，新数据被采集到数组中后，作为数组序号为1的数据(即新数据)，则原数组序号1-89的数据(即数据1……数据89)下移，同时原数组序号90的数据(即数据90)被移出，综上，原数组序号1-90的数据(即数据1……数据90)分别新数据+原数组序号为1-89的数据(即数据1……数据89)替代。数组序号为91-180的数据，未发生变化(初始为0，发生过故障后，则为上次故障发生前采集的最后90个数据)，用数据X表示。

表3故障发生前数据记录演示例

数组序号	第i次数据	第i+1次数据
			1	数据1	新数据
2	数据2	数据1
			3	数据3	数据2
4-88	……	……
			89	数据89	数据88
90	数据90	数据89
			91-180	数据X	数据X

参见表4所示的故障发生后数据记录演示例，当风力发电机组发生故障后，数组中的元素在第二数组即数组序号1-180之间进行推送，即原来的数组序号为1-90的数据，被向下推移到数组序号为91-180的位置，且数组序号1-90被新数据(即故障后数据1-故障后数据90)替代，故障发生后启动计数，每采集一个新数据，则计数值加1，当数据计数值到达90时，停止计数和数据移动并保存数据，此时保存的数据包括故障前90条数据、故障后90条数据。假设“第i+1次数据”表示发生故障前的数据，而“第i+91次数据”表示发生故障后的数据。

表4故障发生后数据记录演示例

数组序号	第i+1次数据	第i+91次数据
			1	新数据	故障后数据1
2	数据1	故障后数据2
			3	数据2	故障后数据3
4-88	……	……
			89	数据88	故障后数据89
90	数据89	故障后数据90
			91-180	数据X	新数据-数据89

本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录方法，只需要输入预设数值，即可实现对需要采集并记录数据的电气量的配置，且不需要修改控制器程序，使得各个风场、各个风力发电机组的程序一样，易于管理，降低了软件维护成本。

实施例三

图4为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录装置一个实施例的结构示意图。本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置可执行实施例一所示的风力发电机组故障数据的记录方法。如图4所示，本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置，具体可包括获取模块41和第一确定模块42。

获取模块41，用于获取人机交互界面输入的预设数值。

第一确定模块42，用于根据预设数值确定需要采集并记录数据的电气量。

具体的，本发明实施例中各模块实现其功能的具体过程，可参见实施例一中的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置，只需要输入预设数值，即可实现对需要采集并记录数据的电气量的配置，且不需要修改控制器程序，使得各个风场、各个风力发电机组的程序一样，易于管理，降低了软件维护成本。

实施例四

图5为本发明提供的风力发电机组故障数据的记录装置又一个实施例的结构示意图。本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置为图4所示的风力发电机组故障数据的记录装置的一种可行实施方式，可执行实施例二所示的风力发电机组故障数据的记录方法。如图5所示，本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置，在图4所示实施例的基础上，第一确定模块42具体可包括：第一确定子模块51和第二确定子模块52。

第一确定子模块51，用于根据预设数值确定索引数组内各索引编号对应的数值。

第二确定子模块52，用于根据各索引编号、各索引编号对应的数值和各索引编号对应的电气量，确定需要采集并记录数据的电气量。

进一步的，第二确定子模块52具体可用于：根据各索引编号和各索引编号对应的数值，确定目标索引编号，以及将目标索引编号对应的电气量，确定为需要采集并记录数据的电气量。

进一步的，预设数值可以为十进制数，各索引编号对应的数值可以为二进制数0或二进制数1，二进制数1对应的索引编号为目标索引编号。

进一步的，本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置，还可以包括：第二确定模块，用于根据对变量列表中各电气量的选择情况，确定各电气量对应的数值。计算模块，用于根据各电气量对应的数值，计算得到预设数值。

进一步的，本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置，还可以包括：采集记录模块，用于采集并记录与需要采集并记录数据的电气量对应的运行数据，运行数据包括故障发生前的正常运行数据，或者故障发生前的正常数据和故障发生后的故障运行数据。

进一步的，采集记录模块具体可包括：第一采集记录子模块，用于故障发生前，依次循环利用第一数组记录采集到的风力发电机组的正常运行数据，新数据的记录导致旧数据的依次清除；第二采集记录子模块，用于故障发生后，依次循环利用位数多于第一数组的位数的第二数组，记录采集到的风力发电机组的故障运行数据，故障运行数据的记录并不导致正常运行数据的清除。

具体的，本发明实施例中各模块、子模块、单元实现其功能的具体过程，可参见实施例二中的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例的风力发电机组故障数据的记录装置，只需要输入预设数值，即可实现对需要采集并记录数据的电气量的配置，且不需要修改控制器程序，使得各个风场、各个风力发电机组的程序一样，易于管理，降低了软件维护成本。

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计算机可读取存储介质中。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。

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 (9)

1.一种风力发电机组故障数据的记录方法，其特征在于，包括：

获取人机交互界面输入的预设数值；

根据所述预设数值确定需要采集并记录数据的电气量，所述根据所述预设数值确定需要采集并记录数据的电气量，包括：

根据所述预设数值确定索引数组内各索引编号对应的数值；

根据各索引编号和所述各索引编号对应的数值，确定目标索引编号；

将所述目标索引编号对应的电气量，确定为所述需要采集并记录数据的电气量。

2.根据权利要求1所述的记录方法，其特征在于，所述预设数值为十进制数，所述各索引编号对应的数值为二进制数0或二进制数1，所述二进制数1对应的索引编号为所述目标索引编号。

3.根据权利要求1所述的记录方法，其特征在于，还包括：

根据对变量列表中各电气量的选择情况，确定所述各电气量对应的数值；

根据所述各电气量对应的数值，计算得到所述预设数值。

4.根据权利要求1所述的记录方法，其特征在于，还包括：

采集并记录与所述需要采集并记录数据的电气量对应的运行数据，所述运行数据包括故障发生前的正常运行数据，或者包括故障发生前的正常数据与故障发生后的故障运行数据。

5.根据权利要求4所述的记录方法，其特征在于，所述采集并记录与所述需要采集并记录数据的电气量对应的运行数据，包括：

故障发生前，依次循环利用第一数组记录采集到的风力发电机组的所述正常运行数据，新数据的记录导致旧数据的依次清除；

故障发生后，依次循环利用第二数组记录采集到的风力发电机组的所述故障运行数据，所述第二数组的位数多于所述第一数组的位数，所述故障运行数据的记录并不导致所述正常运行数据的清除。

6.一种风力发电机组故障数据的记录装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取人机交互界面输入的预设数值；

第一确定模块，用于根据所述预设数值确定需要采集并记录数据的电气量，所述第一确定模块包括：

第一确定子模块，用于根据所述预设数值确定索引数组内各索引编号对应的数值；

第二确定子模块，用于根据各索引编号和所述各索引编号对应的数值，确定目标索引编号；以及将所述目标索引编号对应的电气量，确定为所述需要采集并记录数据的电气量。

7.根据权利要求6所述的记录装置，其特征在于，还包括：

第二确定模块，用于根据对变量列表中各电气量的选择情况，确定所述各电气量对应的数值；

计算模块，用于根据所述各电气量对应的数值，计算得到所述预设数值。

8.根据权利要求6所述的记录装置，其特征在于，还包括：

采集记录模块，用于采集并记录与所述需要采集并记录数据的电气量对应的运行数据，所述运行数据包括故障发生前的正常运行数据，或者包括故障发生前的正常数据与故障发生后的故障运行数据。

9.根据权利要求8所述的记录装置，其特征在于，所述采集记录模块包括：

第一采集记录子模块，用于故障发生前，依次循环利用第一数组记录采集到的风力发电机组的所述正常运行数据，新数据的记录导致旧数据的依次清除；

第二采集记录子模块，用于故障发生后，依次循环利用第二数组记录采集到的风力发电机组的所述故障运行数据，所述第二数组的位数多于所述第一数组的位数，所述故障运行数据的记录并不导致所述正常运行数据的清除。

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