1.本公开涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种偏航计数器的异常检测方法及装置。
背景技术：
2.偏航计数器是风力发电机组的偏航系统的组成部分之一，其主要功能是用于确定风力发电机组的机舱的偏航位置，从而根据所确定的偏航位置来执行对机组电缆的扭缆保护和偏航解缆对风等。因此，在偏航过程中，如果偏航计数器异常，导致偏航统计不准，则会影响机组的自动解缆等。
3.一方面，偏航计数器的偏航统计不准可能是其自身内部的运行异常导致的，例如，偏航计数器故障停机等；另一方面，偏航统计不准也可能是由于随着机组的运行使得偏航计数器的安装位置等外部因素发生异常而导致的，例如，偏航计数器与偏航齿间隙异常等。
4.然而，在现有的风力发电机组的偏航系统中，缺少对偏航计数器的异常检测方案，当偏航计数器损害或齿隙异常已经发生时，难以及时发现其故障，导致风电场故障停机频繁与时长增加，极大地降低了风电机组的发电效率，甚至可能造成偏航系统扭缆过度保护故障，降低电缆使用寿命，增加电缆与塔筒壁的摩擦，导致塔筒振动和偏航晃动，进而影响偏航系统整体的正常运行。
技术实现要素：
5.鉴于现有的偏航系统中缺少对偏航计数器的异常检测的问题，本公开提供一种偏航计数器的异常检测方法及装置。
6.本公开的第一方面提供一种偏航计数器的异常检测方法，所述异常检测方法包括：获取风力发电机组的运行数据，其中，所述运行数据包括所述风力发电机组的偏航角度数据，所述偏航角度数据包括偏航角度和偏航角度所对应的时间信息；基于所述偏航角度数据，确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率满足预设条件的偏航角度变化数据；根据所述偏航角度变化数据，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常。
7.可选地，所述运行数据还包括所述风力发电机组的维护数据，其中，在确定所述偏航角度变化数据之前，所述异常检测方法还包括：基于所述维护数据，确定所述风力发电机组在所述运行数据的数据周期内不存在维护记录，执行确定偏航角度变化数据的步骤。
8.可选地，所述运行数据还包括所述风力发电机组的风机状态数据，其中，在确定所述偏航角度变化数据之前，所述异常检测方法还包括：基于所述风机状态数据，从所述运行数据中筛选出所述风力发电机组处于非故障状态的偏航角度数据，以用于确定所述偏航角度变化数据。
9.可选地，所述异常检测方法还包括：在所述偏航角度数据的数量大于第一数据阈值的情况下，执行确定偏航角度变化数据的步骤。
10.可选地，根据所述偏航角度变化数据，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否
异常的步骤包括：根据所述偏航角度变化数据的数据数量是否满足预设范围，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常运行。
11.可选地，所述预设条件包括第一预设条件，所述第一预设条件为偏航角度变化量大于第一阈值且偏航角度变化速率大于第二阈值，其中，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常运行的步骤包括：在所述偏航角度变化数据的数量大于第三数据阈值时，确定所述偏航计数器异常运行。
12.可选地，所述预设条件包括第二预设条件，所述第二预设条件为偏航角度变化量大于第三阈值、偏航角度变化速率大于第四阈值并且偏航角度变化后偏航角度大于所述风力发电机组的自动解缆角度，其中，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常运行的步骤包括：在所述偏航角度变化数据的数量大于所述第三数据阈值时，确定所述偏航计数器异常运行。
13.可选地，所述第一阈值大于所述第三阈值，所述第二阈值大于所述第四阈值。
14.可选地，在确定所述偏航角度变化数据之前，所述异常检测方法还包括偏航角度变化数据：基于所述风机状态数据，从所述风力发电机组处于非故障状态的偏航角度数据中筛选出所述风力发电机组处于并网发电状态且偏航位置处于正常状态的并网偏航角度数据；在所述并网偏航角度数据的数量大于第二数据阈值的情况下，基于所述并网偏航角度数据确定所述偏航角度变化数据。
15.可选地，根据所述偏航角度变化数据，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常的步骤包括：根据所述偏航角度变化数据的持续时间和/或所述持续时间的计数值是否满足预设范围，确定所述风力发电机组的偏航计数器与偏航齿之间的间隙是否异常，其中，所述持续时间是指所述偏航角度变化数据被连续采集的时间长度，其中，当相邻的所述偏航角度变化数据的采集时刻之间的时间差小于预定时间间隔时，相邻的所述偏航角度变化数据被视为连续采集。
16.可选地，所述预设条件包括第三预设条件，所述第三预设条件为偏航角度变化量大于第五阈值且小于第六阈值并且偏航角度变化速率大于第七阈值且小于第八阈值，其中，根据所述偏航角度变化数据，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常的步骤包括：在所述偏航角度变化数据中的最大持续时间大于第一时间阈值时，或者在所述偏航角度变化数据中的最大持续时间大于第二时间阈值且所述持续时间的计数值大于计数阈值时，确定所述风力发电机组的偏航计数器与偏航齿之间的间隙异常，其中，所述第一时间阈值大于所述第二时间阈值。
17.本公开的第二方面提供一种偏航计数器的异常检测装置，所述偏航计数器的异常检测装置包括：获取单元，被配置为获取风力发电机组的运行数据，其中，所述运行数据包括所述风力发电机组的偏航角度数据，所述偏航角度数据包括偏航角度和偏航角度所对应的时间信息；第一确定单元，被配置为基于所述偏航角度数据，确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率满足预设条件的偏航角度变化数据；第二确定单元，被配置为根据所述偏航角度变化数据，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常。
18.本公开的第三方面提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括：至少一个处理器；至少一个存储计算机可执行指令的存储器，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行如本公开所述的偏航计数器的异常检
测方法。
19.本公开的第四方面提供一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令被至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行如本公开所述的偏航计数器的异常检测方法。
20.根据本公开的偏航计数器的异常检测方法及装置，可以基于偏航角度变化量和偏航角度变化速率来确定风力发电机组的偏航计数器是否异常，解决了现有的偏航系统中缺少对偏航计数器的异常检测的问题，能够实现偏航计数器的异常检测，确保偏航系统的正常运行，为机组运维提供支持，提高机组的安全性与稳定性。
附图说明
21.图1是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法的示意性流程图。
22.图2是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法中确定偏航计数器自身是否异常运行的步骤的示意性流程图。
23.图3是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法中确定偏航计数器是否异常的步骤的示意性流程图。
24.图4是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法的一示例的示意性流程图。
25.图5a和图5b是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法的一示例的结果示意图。
26.图6是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测装置的示意性框图。
27.图7是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测装置的一示例的示意性框图。
具体实施方式
28.提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本技术的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本技术的公开之后将是清楚的那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，本领域已知的特征的描述可被省略。
29.在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式，所述许多可行方式在理解本技术的公开之后将是清楚的。
30.如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及任何两个或更多个的任何组合。
31.尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分进行区分。因
此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
32.在说明书中，当元件(诸如，层、区域或基底)被描述为“在”另一元件上、“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件上、直接“连接到”或“结合到”另一元件，或者可存在介于其间的一个或多个其他元件。相反，当元件被描述为“直接在”另一元件上、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于其间的其他元件。
33.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不将用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
34.除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员在理解本公开之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如，在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的含义一致的含义，并且不应被理想化或过于形式化地解释。
35.此外，在示例的描述中，当认为公知的相关结构或功能的详细描述将引起对本公开的模糊解释时，将省略这样的详细描述。
36.本文中所述的偏航计数器例如可以是凸轮计数器(也可称为“偏航角度计数器”)。凸轮计数器可以通过凸轮计数来确定机舱偏航的位置，具体来说，凸轮计数器的凸轮连接到风力发电机组机舱的位置传感器内部的电位器，电位器内的滑线触头随着凸轮的位置进行相应的移动，其电阻值也随之发生变化，进而引起电压的变化。因此，根据电压的变化，可以通过控制器进行计算得到机舱偏航的位置。
37.可见，诸如凸轮计数器的偏航计数器是偏航机舱位置计算的重要部件，影响着机组的偏航及对风，在偏航计数器发生故障时，可能导致系统报出偏航速度和偏航计数器死区偏航或者偏航传感器失效警告故障，导致无法正确执行偏航动作，使得风力发电机组停机，从而造成风力发电机组的发电损失。
38.此外，偏航计数器异常还可能会导致机舱位置异常、偏航角度计数异常，触发扭缆过度保护故障，还会导致风机塔筒的动力电缆由于过度扭转而造成损坏，严重是会导致动力电缆与塔筒间的摩擦，导致塔筒振动，造成偏航系统振动异常及电缆严重损坏。
39.此外，偏航计数器与偏航齿间隙异常，会导致偏航晃动，影响机组安全。
40.鉴于此，根据本公开的示例性实施例提供一种偏航计数器的异常检测方法、偏航计数器的异常检测装置、风力发电机组以及计算机可读存储介质，以解决上述问题中的至少一者。
41.根据本公开的第一方面，提供一种偏航计数器的异常检测方法。图1示出了根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法的示意性流程图，图2是示出根据本公开的示例性实施例的对偏航计数器内部因素引起的运行异常的检测的示意性流程图，图3是示出根据本公开的示例性实施例的对偏航计数器外部因素引起的异常的检测的示意性流程图。下面将参照图1结合图2至图3描述根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法。
42.如图1所示，根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法可以包括
以下步骤：
43.在步骤s10，可以获取风力发电机组的运行数据。
44.在该步骤中，运行数据可以包括风力发电机组的偏航角度数据，偏航角度数据可以包括偏航角度和偏航角度所对应的时间信息。这里，运行数据可以是批量数据，也可以是实时数据，例如为流式数据。
45.这里，运行数据可以通过读取风力发电机组在运行过程中采集的数据而获得，例如，可以通过读取所采集的数据中的特定数据字段来获取运行数据。这里，数据字段可以包括风机状态、主故障标志位、偏航角度、有功功率等，可以获取这些数据字段下在一定时间内的数据。这里，可以根据数据采集的频率调整获取的运行数据的数据量，例如，一次性读取的数据量可以为至少10000条。
46.在步骤s20，可以基于偏航角度数据，确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率满足预设条件的偏航角度变化数据。
47.在该步骤中，由于机组偏航过程中偏航角度呈现较为平稳的，对偏航计数器的异常检测可以基于前后时刻偏航角度变化量和偏航角度变化速率二者来实现。具体来说，可以基于运行数据中的偏航角度数据，确定数据前后时刻的偏航角度变化量和偏航角度变化速率，然后根据偏航角度变化量和偏航角度变化速率，确定满足预设条件的偏航角度变化数据，以基于偏航角度变化数据判断偏航计数器是否发生异常。
48.在一种情况下，偏航角度变化量和偏航角度变化速率可以从运行数据中直接获取得到。例如，运行数据的偏航角度数据中可包括偏航角度变化量字段和偏航角度变化速率字段。
49.在另一情况下，偏航角度变化量和偏航角度变化速率可以基于运行数据通过计算得到，例如，偏航角度变化量可以根据偏航角度字段下的偏航角度的差值计算得到，偏航角度变化速率可以根据偏航角度字段下的偏航角度结合与偏航角度对应的采集时间计算得到。
50.在该情况下，在确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率的过程中，可以先对运行数据进行例如维护记录判断和/或数据筛选的数据清洗，并且基于清洗后的运行数据确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率。
51.具体来说，在一示例中，该步骤s10中获取的运行数据还可以包括风力发电机组的维护数据。可以基于维护数据，判断机组在数据周期内是否存在维护记录，根据是否存在维护记录来执行数据清洗。
52.例如，如图2和图3所示，在步骤s11，可以基于维护数据，在确定风力发电机组在运行数据的数据周期内不存在维护记录的情况下，后续执行确定偏航角度变化数据的步骤；在确定风力发电机组在运行数据的数据周期内存在维护记录的情况下，可以退出异常检测，重新获取运行数据。
53.在该示例中，可以通过排除掉机组维护期间的运行数据，避免在偏航计数器的异常检测过程受到机组其他不稳定因素的影响，提高检测结果的可靠性。
54.在另一示例中，该步骤s10中获取的运行数据还可以包括风力发电机组的风机状态数据。可以在确定偏航角度变化数据之前，筛选出机组处于非故障状态下的偏航角度数据，用于确定偏航角度变化数据。
55.例如，如图2和图3所示，在步骤s12，可以基于风机状态数据，从运行数据中筛选出风力发电机组处于非故障状态的偏航角度数据，以基于筛选出的偏航角度数据，计算偏航角度变化量position_diff和偏航角度变化速率position_change_rate，以用于确定偏航角度变化数据。此外，该数据筛选的步骤可以在维护记录判断的步骤之后进行。
56.在该示例中，经过数据筛选后，可以筛选出更有效的偏航角度数据来进行异常检测，提高检测结果的准确性。
57.需要说明的是，在确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率的过程中，对数据的处理方式不限于上述示例，可以根据实际需要进行删减或增加。此外，维护记录判断和数据筛选的顺序也不限于上面的描述，可以根据实际需要进行调整。
58.上面描述了基于偏航角度数据计算得到偏航角度变化量和偏航角度变化速率的过程，根据本公开的示例性实施例，偏航计数器的异常检测可以包括对偏航计数器内部因素引起的运行异常的检测和/或对偏航计数器外部因素引起的偏航计数器异常的检测。在这两种检测过程中，可以对偏航角度数据的数据量进行约束，以使得检测更加准确。
59.具体来说，图2是示出根据本公开的示例性实施例的对偏航计数器内部因素引起的运行异常的检测的示意性流程图。图3是示出根据本公开的示例性实施例的对偏航计数器外部因素引起的异常的检测的示意性流程图。
60.在图2所示的对偏航计数器内部因素引起的运行异常的检测过程中，由于在筛选出的偏航角度数据的数据量足够的情况下，基于筛选出的偏航角度数据提取得到或者计算得到的偏航角度数据是可靠、有效的，对于偏航计数器自身故障的判断将会更加准确，确保不会出现误判的情况，因此，可以在对偏航计数器的运行异常的检测中，可以先确定筛选出的偏航角度数据的数据量是否满足精确检测的需要，然后执行确定偏航角度变化数据的步骤。当然，这不是限制性的，可以根据实际检测的精度要求适当调整所需的数据量，或者不对数据量进行判断。
61.作为示例，如图2所示，在步骤s21，可以确定筛选出的偏航角度数据的数量是否大于第一数据阈值(n1)。可以在筛选出的偏航角度数据的数量大于第一数据阈值的情况下，执行确定偏航角度变化数据的步骤，例如，在步骤s22，可以计算偏航角度变化量和偏航角度变化速率。这里，第一数据阈值例如可以是5000条，然而其不限于此，可以根据实际需要进行调整。
62.在图3所示的对偏航计数器外部因素引起的异常的检测过程中，在步骤s31，可以基于风机状态数据，从风力发电机组处于非故障状态的偏航角度数据中筛选出风力发电机组处于并网发电状态且偏航位置处于正常状态的并网偏航角度数据。
63.作为示例，如图3所示，在步骤s32，可以确定筛选出的偏航角度数据的数量是否大于第二数据阈值(n2)。如此，在并网偏航角度数据的数量大于第二数据阈值的情况下，可以基于并网偏航角度数据确定偏航角度变化数据，例如，在步骤s33，可以计算偏航角度变化量和偏航角度变化速率。当并网偏航角度数据的数量满足需求时，可以进行对偏航计数器外部因素引起的异常的检测，例如对凸轮与偏航齿间隙异常进行检测。当然，这不是限制性的，可以根据实际检测的精度要求适当调整所需的数据量，或者不对数据量进行判断。
64.一般来说，在风力发电机组处于并网发电状态下，风力发电机组的有功功率大于50kw，然而，其不限于此，可以根据实际机组的运行状态进行设定。
65.作为示例，可以在筛选出的偏航角度数据的数量大于第二数据阈值的情况下，执行确定偏航角度变化数据的步骤。这里，第二数据阈值例如可以是3000条，然而其不限于此，可以根据实际需要进行调整。
66.返回步骤s20，在基于偏航角度数据(其指的是未经数据清洗的偏航角度数据或者经过数据清洗的偏航角度数据)确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率后，可以根据预设条件，确定偏航角度变化数据。
67.在步骤s30，可以根据偏航角度变化数据，确定风力发电机组的偏航计数器是否异常。下面将结合图2和图3分别进行描述。
68.在图2所示的对偏航计数器内部因素引起的运行异常的检测过程中，步骤s30可以包括：根据偏航角度变化数据的数据数量是否满足预设范围，确定风力发电机组的偏航计数器是否异常运行。
69.具体来说，在第一种情况下，上述预设条件可以包括第一预设条件，具体来说，第一预设条件可以为偏航角度变化量position_diff大于第一阈值p3且偏航角度变化速率position_change_rate大于第二阈值p4。这里，阈值p3和p4可通过前期数据的分布情况进行判定，例如通过“3sigma准则”统计得到。
70.这里，偏航角度变化量position_diff可以通过前后时刻的偏航角度位置来计算，具体地，position_diff＝position(t)-position(t-δt)。偏航角度变化速率position_change_rate可以通过偏航角度变化量以及前后时刻的时间间隔来计算，具体地，position_change_rate＝position_diff/δt。
71.这里，当偏航角度数据的前后时刻的偏航角度变化量和偏航角度变化速率满足第一预设条件时，可以计为一条偏航角度变化数据，其可以用于对偏航计数器内部因素引起的运行异常进行检测。如此，可以统计偏航角度数据中所有满足第一预设条件的偏航角度变化数据。如图2所示，在步骤s23，可以统计position_diff》p3且position_change_rate》p4的偏航角度变化数据。
72.在该情况下，确定风力发电机组的偏航计数器是否异常运行的步骤可以包括：在偏航角度变化数据的数量大于第三数据阈值p11时，确定偏航计数器异常运行。这里，第三数据阈值p11可以根据经验法或者实际需要来设定。如图2所示，在步骤s25，可以确定偏航角度变化数据的数量是否大于第三数据阈值p11，在偏航角度变化数据的数量大于第三数据阈值p11时，在步骤s26，可以确定偏航计数器异常运行。
73.在第二种情况下，上述预设条件可以包括第二预设条件，具体来说，第二预设条件可以为：偏航角度变化量position_diff大于第三阈值p1、偏航角度变化速率position_change_rate大于第四阈值p2、并且偏航角度变化后偏航角度大于风力发电机组的自动解缆角度。这里，阈值p1和p2可通过前期数据的分布情况进行判定，例如通过“3sigma准则”统计得到。
74.这里，类似地，当偏航角度数据的前后时刻的偏航角度变化量和偏航角度变化速率满足第二预设条件时，可以计为一条偏航角度变化数据，其可以用于对偏航计数器内部因素引起的运行异常进行检测。如此，可以统计偏航角度数据中所有满足第二预设条件的偏航角度变化数据。如图2所示，在步骤s24，可以统计position_diff》p1、position_change_rate》p2且偏航角度变化后偏航角度大于p5的偏航角度变化数据。
75.在该情况下，确定风力发电机组的偏航计数器是否异常运行的步骤可以包括：在偏航角度变化数据的数量大于上述第三数据阈值p11时，确定偏航计数器异常运行。如图2所示，在步骤s25，可以确定偏航角度变化数据的数量是否大于第三数据阈值p11，在偏航角度变化数据的数量大于第三数据阈值p11时，在步骤s26，可以确定偏航计数器异常运行。
76.在上述两种情况下，第一种情况的目的是在于获取偏航前后时刻偏航角度差值及其变化速率极其异常的数据，而第二种情况的目的是在于获取偏航前后时刻偏航角度差值及其变化速率稍微异常并且偏航角度达到风机触发自动解缆的角度p5的数据。因此，与第二种情况相比，在第一种情况下，对偏航角度差值及其变化速率的判定条件相对严格，例如，上面描述的第一阈值p3可以大于第三阈值p1，第二阈值p4可以大于第四阈值p2。
77.如此，可以根据上述第一种情况和第二种情况，从两个维度上对偏航计数器内部因素引起的运行异常进行检测，避免设置单一维度而导致的漏检和错检现象，提高检测结果的准确度。
78.此外，在上述第一种情况和第二种情况下，可以采用同一第三数据阈值p11对统计出的偏航角度变化数据进行判断，能够简化异常检测中的逻辑运算，提高检测速度。
79.在图3所示的对偏航计数器外部因素引起的异常的检测过程中，步骤s30可以包括：根据偏航角度变化数据的持续时间和/或持续时间的计数值是否满足预设范围，确定风力发电机组的偏航计数器与偏航齿之间的间隙是否异常。
80.这里，持续时间是指偏航角度变化数据被连续采集的时间长度，其中，当相邻的偏航角度变化数据的采集时刻之间的时间差小于预定时间间隔时，相邻的偏航角度变化数据被视为连续采集。这里，预定时间间隔可以根据实际需要来设定，其意在于指示：当持续时间满足一定条件时，则认为在一定时间间隔内的两个数据是连续的。
81.需要说明的是，这里所述的被视为连续采集的相邻的偏航角度变化数据在原始采集的运行数据中不一定是被传感器等设备相邻地采集的数据，其可能是在经过数据筛选后的相邻数据。
82.在图3的示例中，上述预设条件可以包括第三预设条件，第三预设条件可以为：偏航角度变化量position_diff大于第五阈值p6且小于第六阈值p7、并且偏航角度变化速率position_change_rate大于第七阈值p8且小于第八阈值p9。这里，阈值p6、p7、p8和p9可以根据经验法或者实际需要来设定。
83.这里，当偏航角度数据的前后时刻的偏航角度变化量和偏航角度变化速率满足第三预设条件时，可以计为一条偏航角度变化数据，其可以用于对偏航计数器外部因素引起的运行异常进行检测。如此，可以统计偏航角度数据中所有满足第三预设条件的偏航角度变化数据。如图3所示，在步骤s34，可以统计p7》position_diff》p6、p9》position_change_rate》p8的偏航角度变化数据。
84.在该情况下，确定所述风力发电机组的偏航计数器是否异常的步骤可以包括：在偏航角度变化数据中的最大持续时间大于第一时间阈值p10时，或者在偏航角度变化数据中的最大持续时间大于第二时间阈值p13且持续时间的计数值大于计数阈值p12时，确定风力发电机组的偏航计数器与偏航齿之间的间隙异常。
85.如图3所示，在步骤s35，可以确定偏航角度变化数据是否满足最大持续时间》p10或者持续时间》p13且计数值》p12，在满足前述条件时，在步骤s36，可以确定偏航计数器异
常运行。
86.这里，第一时间阈值p10可以大于第二时间阈值p13。也就是说，可以通过设置第一时间阈值找到持续时间极长的偏航角度变化数据，如此可以直接确定，此时偏航计数器与偏航齿之间的间隙已经出现异常；而在没有找到持续时间极长的偏航角度变化数据(即，最大持续时间没有超过第一时间阈值)的情况下，则可以通过设置第二时间阈值找到持续时间较长的偏航角度变化数据，当这样的数据的数量大于计数阈值时，可认为偏航计数器与偏航齿之间的间隙已经出现异常。这里，“极长”与“较长”是为了便于理解而提出的相对的概念，不意在于对具体的时间长度进行限制。
87.在上述过程中，可以统计偏航角度一定范围且变化率在一定范围数据的持续时间长度及持续片段数，若异常数据存在持续时间长度大于第一时间阈值或者存在预定计数阈值个片段的持续时间长度大于第二时间阈值，则可以判定偏航计数器与偏航齿间隙异常。
88.上面分别描述了根据满足预设条件的偏航角度变化数据来对偏航计数器的异常运行或者与偏航齿间隙异常进行检测，其中，可以通过提取机组非故障状态下偏航角度测量异常特征，从而判定偏航计数器自身异常运行；可以基于前期经过一定的数据分析，利用机组偏航角度变化不稳定的特征实现偏航计数器与偏航齿间隙异常检测。
89.由于偏航计数器自身异常和偏航计数器偏航齿间隙异常在数据表现上存在不同，因此，上述各阈值之间可存在一定的比较关系，一般来说，在间隙异常而计数器正常的情况下，数据波动相对平缓；而在计数器异常的情况下，数据波动相对剧烈。如此，在上述两种异常检测中，各阈值之间可存在以下关系：第一阈值p3》第三阈值p1》第五阈值p6；第二阈值p4》第四阈值p2》第七阈值p8；第八阈值p9《第四阈值p2或第四阈值p4；第六阈值p7《第三阈值p1或第一阈值p3。
90.此外，在偏航计数器自身异常中，第一预设条件和第二预设条件可仅具有下极限值，而对在偏航角度变化量和偏航角度变化速率的上限值没有限制；而在偏航计数器和偏航齿间隙异常中，可以为偏航角度变化量设置上限值和下限值二者(即，阈值p6和p7)、为偏航角度变化速率设置上限值和下限值二者(即，阈值p8和p9)，这里，在间隙异常中设置下限值是为了找到异常数据，而设置上限值是为了避免与偏航计数器自身异常的数据混淆，从而可以精确区分出在哪些数据表现下是发生了偏航计数器自身异常、在哪些数据表现下是发生了间隙异常，如此，可以细化检测结果，便于有针对性地对偏航计数器进行维护。
91.这里，根据本公开的示例性实施例所述的偏航计数器的异常检测方法可以适用于所有兆瓦级风电机组，本文中提及的各参数和阈值等，可以适用于所有兆瓦级风电机组，然而，该方法的应用场景不限于此，其也可以应用于其他风电机组，相应地，上述各参数和阈值也可以依据实际项目机组进行调整。
92.上面参照图2和图3分别描述了对偏航计数器自身异常和对间隙异常的流程，根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法也可以对偏航计数器自身异常和对间隙异常二者进行双逻辑检测的流程，图4是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法的一示例的示意性流程图。
93.如图4所示，根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法可以用于检测偏航计数器异常以及偏航计数器与偏航齿间隙异常，其可以为双逻辑并行检测。
94.具体来说，在数据读取阶段，在步骤s41，可以读取风力发电机组的运行数据。
95.在数据清洗阶段，在步骤s42，可以通过判定机组的数据周期内是否存在维护记录，在没有维护记录的情况下，在步骤s43，可以初步筛选出机组处于非故障状态的偏航角度数据。基于初步筛选出的偏航角度数据，作为第一检测逻辑，在步骤s44，可以判断初步筛选出的偏航角度数据是否满足一定数据量(例如，大于n1)，若满足，则可以进行偏航计数器异常检测流程；作为第二检测逻辑，在步骤s45，可以基于初步筛选的数据，进一步筛选出机组处于并网发电的数据，在步骤s46，可以判断初步筛选出的偏航角度数据是否满足一定数据量(例如，大于n2)，若满足，则可以进行偏航计数器与偏航齿之间的间隙异常检测流程。
96.在特征提取阶段和结果判定阶段，在步骤s47和步骤s48，可以通过计算筛选出的偏航角度数据中前后时刻偏航角度变化量position_diff及偏航角度变化速率position_change_rate，以进行异常检测。
97.这里，如图4所示，在偏航计数器异常运行的检测过程中，可以通过提取机组非故障状态下偏航角度测量异常特征，从而判定偏航计数器异常运行。具体来说，一方面，在步骤s491，可以获取偏航前后时刻偏航角度变化量及其变化速率极其异常的数据，例如，position_diff》p3且position_change_rate》p4，这里，阈值p3和p4可以通过例如诸如“3sigma准则”的统计方法对前期数据的分布情况进行统计而得到。若异常数据条数大于阈值p11，则判定偏航计数器异常运行；另一方面，在步骤s492，可以获取偏航前后时刻偏航角度变化量及其变化速率稍微异常的数据，例如，position_diff》p1且position_change_rate》p2且偏航角度达到风机触发自动解缆的角度p5，这里，阈值p1和p2可以通过例如诸如“3sigma准则”的统计方法对前期数据的分布情况进行统计而得到。在步骤s410，可以检测异常数据的条数是否满足预定要求，若异常数据条数大于阈值p11，则在步骤s411，可以判定偏航计数器异常运行。
98.在偏航计数器与偏航齿之间的间隙异常检测过程中，可以通过前期经过一定的数据分析，利用机组偏航角度变化不稳定的特征实现偏航计数器与偏航齿之间的间隙异常检测。具体来说，在步骤s493，可以通过统计偏航角度变化量在一定范围(例如，p6《position_diff《p7，)且偏航角度变化速率在一定范围(例如，p8《position_change_rate《p9)的数据的持续时间长度及持续时间的计数值。在步骤s412，可以检测异常数据是否满足预定时间要求，若异常数据存在最大持续时间长度大于p10或者存在超过p12个持续时间长度大于p13，则在步骤s413，可以判定偏航计数器与偏航齿之间的间隙异常。
99.根据参照图4所述的实施例的异常检测方法，可以实现双逻辑并行的检测流程，提高偏航计数器的整体异常检测效率。
100.上面描述了根据本公开的示例性实施例所述的偏航计数器的异常检测方法，一方面，该方法可以防止偏航计数器自身异常运行而导致风机扭缆过度，从而造成电缆损坏与塔筒振动等问题发生，此外，还可以减少由于偏航计数器的数据异常导致的机组误报率，减少不必要的故障停机时间。另一方面，该方法也可以对偏航计数器(例如，凸轮)与偏航齿间隙异常进行检测，从而有效避免由于该间隙过大导致偏航过程中机组振动异常现象发生，提高机组安全性与稳定性。
101.此外，根据本公开的示例性实施例所述的偏航计数器的异常检测方法创造性地利用偏航过程中偏航角度变化稳定性等特点，提取机组不同状态下偏航角度变化规律，分析机组不同状态下偏航角度变化特征，区分机组不同问题下的异常特征，准确定位偏航系统
中偏航计数器的异常问题，实现偏航计数器异常运行以及偏航计数器与偏航齿间隙异常二者的检测，为现场运维人员提供支持。
102.图5a和图5b是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法的一示例的结果示意图。
103.具体来说，图5a是示出偏航计数器自身异常运行检测的效果示意图，其中，纵坐标是通过传感器记录的机舱的偏航角度，横坐标为数据记录的日期(即，月-日)，其中，实时传感器偏差为[2,1351]。一般来说，正常的偏航角度范围应为[-900, 900]，而在图5a中可以看出，其机舱的位置范围在[-1584,-202]之间，基于图5a所示的数据特征通过本公开的示例性实施例的异常检测方法检测到偏航计数器出现了异常运行，在本公开提出之前，这样的异常无法被分辨出是何种原因引起的异常，而根据本公开的方法可以准确识别出其属于偏航计数器自身的异常运行。
[0104]
图5b是示出偏航计数器与偏航齿的间隙异常检测的效果示意图，其中，纵坐标是通过传感器记录的机舱的偏航角度，横坐标为数据编号。如上所述，正常的偏航角度范围应为[-900, 900]，在图5b中可以看出，其机舱的位置范围基本处于正常偏航角度范围内，但是基于图5b所示的数据特征通过本公开的示例性实施例的异常检测方法检测到偏航计数器与偏航齿的间隙出现了异常，在本公开提出之前，这样的异常无法被检测到。
[0105]
结合图5a和图5b的结果可见，根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测方法可以有效地、准确地检测到偏航计数器发生异常，并且可以根据数据特征识别出该异常属于与偏航齿的间隙异常还是计数器自身的运行异常。
[0106]
图6是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测装置的示意性框图。如图6所示，偏航计数器的异常检测装置包括获取单元100、第一确定单元200和第二确定单元300。
[0107]
获取单元100被配置为获取风力发电机组的运行数据，其中，运行数据包括风力发电机组的偏航角度数据，偏航角度数据包括偏航角度和偏航角度所对应的时间信息。
[0108]
第一确定单元200被配置为基于偏航角度数据，确定偏航角度变化量和偏航角度变化速率满足预设条件的偏航角度变化数据。
[0109]
第二确定单元300被配置为根据偏航角度变化数据，确定风力发电机组的偏航计数器是否异常。
[0110]
作为示例，运行数据还包括风力发电机组的维护数据，其中，获取单元100还被配置为：在确定偏航角度变化数据之前，基于维护数据，确定风力发电机组在运行数据的数据周期内不存在维护记录，执行确定偏航角度变化数据的操作。
[0111]
作为示例，运行数据还包括风力发电机组的风机状态数据，其中，获取单元100还被配置为：在确定偏航角度变化数据之前，基于风机状态数据，从运行数据中筛选出风力发电机组处于非故障状态的偏航角度数据，以用于确定偏航角度变化数据。
[0112]
作为示例，第一确定单元200还被配置为：在偏航角度数据的数量大于第一数据阈值的情况下，执行确定偏航角度变化数据的操作。
[0113]
作为示例，第二确定单元300还被配置为：根据偏航角度变化数据的数据数量是否满足预设范围，确定风力发电机组的偏航计数器是否异常运行。
[0114]
作为示例，预设条件包括第一预设条件，第一预设条件为偏航角度变化量大于第
一阈值且偏航角度变化速率大于第二阈值。在该示例中，第二确定单元300还被配置为：在偏航角度变化数据的数量大于第三数据阈值时，确定偏航计数器异常运行。
[0115]
作为示例，预设条件包括第二预设条件，第二预设条件为偏航角度变化量大于第三阈值、偏航角度变化速率大于第四阈值并且偏航角度变化后偏航角度大于风力发电机组的自动解缆角度。在该示例中，第二确定单元300还被配置为：在偏航角度变化数据的数量大于第三数据阈值时，确定偏航计数器异常运行。
[0116]
作为示例，第一阈值可以大于第三阈值，第二阈值可以大于第四阈值。
[0117]
作为示例，获取单元100还被配置为：在确定偏航角度变化数据之前，基于风机状态数据，从风力发电机组处于非故障状态的偏航角度数据中筛选出风力发电机组处于并网发电状态且偏航位置处于正常状态的并网偏航角度数据；在并网偏航角度数据的数量大于第二数据阈值的情况下，基于并网偏航角度数据确定偏航角度变化数据。
[0118]
作为示例，第二确定单元300还被配置为：根据偏航角度变化数据的持续时间和/或持续时间的计数值是否满足预设范围，确定风力发电机组的偏航计数器与偏航齿之间的间隙是否异常。这里，持续时间是指偏航角度变化数据被连续采集的时间长度，其中，当相邻的偏航角度变化数据的采集时刻之间的时间差小于预定时间间隔时，相邻的偏航角度变化数据被视为连续采集。
[0119]
作为示例，预设条件包括第三预设条件，第三预设条件为偏航角度变化量大于第五阈值且小于第六阈值并且偏航角度变化速率大于第七阈值且小于第八阈值。在该示例中，第二确定单元300还被配置为：在偏航角度变化数据中的最大持续时间大于第一时间阈值时，或者在偏航角度变化数据中的最大持续时间大于第二时间阈值且持续时间的计数值大于计数阈值时，确定风力发电机组的偏航计数器与偏航齿之间的间隙异常。
[0120]
在该示例中，第一时间阈值可以大于第二时间阈值。
[0121]
图7是示出根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测装置的一示例的示意性框图。
[0122]
在图7所示的示例中，异常检测装置可以包括数据输入模块10、参数传入模块20、数据清洗与预处理模块30、特征提取与模型构建模块40、异常运行检测模块50、间隙异常检测模块60以及结果显示模块70。如图7所示，异常检测装置的相应模块可以与硬件设备1的处理器2和显示屏3通信连接，以通过处理器2执行相应模块的功能以及通过显示屏3展示相应模块的处理结果。这里，硬件设备1例如可以是计算机设备。
[0123]
数据输入模块10可以从scada数据源获取风力发电机组的包括偏航角度数据在内的运行数据，并将获取的运行数据提供给参数传入模块20，以供参数传入模块20提取所需的数据字段的数据，其中，所需的数据字段可以包括风电机组运行的偏航位置、机组状态、有功功率、主故障标志等。
[0124]
数据清洗与预处理模块30可以对来自参数传入模块20的运行数据进行数据清洗和预处理。特征提取与模型构建模块40可以基于来自数据清洗与预处理模块30的运行数据中的偏航角度数据进行特征提取并且构建计算模型，以通过异常运行检测模块50和间隙异常检测模块60进行结果判定，从而实现偏航计数器异常的有效检测。结果显示模块70可以将判定结果发送到显示屏3，以将检测结果可视化。
[0125]
根据本公开的示例性实施例的偏航计数器的异常检测装置可以是基于实时运行
数据的一体化检测装置，其可以对偏航计数器的异常进行精确检测，弥补在偏航计数器异常检测方面的空缺。
[0126]
根据本公开的第三方面，提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括：至少一个处理器；至少一个存储计算机可执行指令的存储器，其中，计算机可执行指令在被所述至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行根据本公开的第一方面所述的偏航计数器的异常检测方法。
[0127]
作为示例，风力发电机组可以包括计算机设备，该计算机设备可以是pc计算机、平板装置、个人数字助理、智能手机、或其他能够执行上述指令集合的装置。这里，计算机设备并非必须是单个的电子设备，还可以是任何能够单独或联合执行上述指令(或指令集)的装置或电路的集合体。计算机设备还可以是集成控制系统或系统管理器的一部分，或者可被配置为与本地或远程(例如，经由无线传输)以接口互联的便携式电子设备。此外，计算机设备还可包括视频显示器(诸如，液晶显示器)和用户交互接口(诸如，键盘、鼠标、触摸输入装置等)。计算机设备的所有组件可经由总线和/或网络而彼此连接。
[0128]
上述处理器可以包括中央处理器(cpu)、图形处理器(gpu)、可编程逻辑装置、专用处理器系统、微控制器或微处理器。作为示例而非限制，处理器还可包括模拟处理器、数字处理器、微处理器、多核处理器、处理器阵列、网络处理器等。
[0129]
处理器可运行存储在存储器中的指令或代码，其中，存储器还可以存储数据。指令和数据还可经由网络接口装置而通过网络被发送和接收，其中，网络接口装置可采用任何已知的传输协议。
[0130]
存储器可与处理器集成为一体，例如，将ram或闪存布置在集成电路微处理器等之内。此外，存储器可包括独立的装置，诸如，外部盘驱动、存储阵列或任何数据库系统可使用的其他存储装置。存储器和处理器可在操作上进行耦合，或者可例如通过i/o端口、网络连接等互相通信，使得处理器能够读取存储在存储器中的文件。
[0131]
根据本公开的第四方面，提供一种计算机可读存储介质。当所述计算机可读存储介质中的指令被至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行根据本公开的第一方面所述的偏航计数器的异常检测方法。
[0132]
具体来说，根据本公开的实施例的偏航计数器的异常检测方法可被编写为计算机程序并被存储在计算机可读存储介质上。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(rom)、随机存取可编程只读存储器(prom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、闪存、非易失性存储器、cd-rom、cd-r、cd r、cd-rw、cd rw、dvd-rom、dvd-r、dvd r、dvd-rw、dvd rw、dvd-ram、bd-rom、bd-r、bd-r lth、bd-re、蓝光或光盘存储器、硬盘驱动器(hdd)、固态硬盘(ssd)、卡式存储器(诸如，多媒体卡、安全数字(sd)卡或极速数字(xd)卡)、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及任何其他装置，所述任何其他装置被配置为以非暂时性方式存储计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并将所述计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机使得处理器或计算机能执行所述计算机程序。在一个示例中，计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，使得计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构通过一个或多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执
行。
[0133]
以上对本公开的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行修改和变型，这些修改和变型也应在本公开的权利要求的保护范围内。