基于数据挖掘的风力发电设备在线故障诊断平台

为保证风电场大型风力发电机组安全、可靠、经济和优化运行,提出了一个基于数据挖掘技术的风力发电机组在线状态监测与故障诊断系统。并介绍了该系统的硬件、软件体系结构、网络技术及特点,给出应用实例说明其实用性和有效性。     

风力发电机组异常数据检测研究

风力发电机组运行环境往往十分恶劣,运行数据中存在大量不符合风力发电机组正常输出特性的异常数据。为了使风能成为可靠的能源来源,建立高效、准确的风电监测和预测模型十分重要,因此需要将异常数据进行识别,以更准确地分析风力发电机组的运行状况。同时,异常数据的识别和剔除是获得风功率曲线、从而评价风力发电机组发电性能优劣及风功率预测的重要步骤。对异常数据的成因开展分析是识别机组运行状态、实现风电监测的重要工作。本文阐述了风速-功率散点图中的异常数据分布特征,总结常用的异常数据识别方法、风功率曲线建模方法和风力发电机组运行状态识别方法,并分析各个方法的问题和不足,提出了风力发电机组运行状态识别深入研究的未来发展方向。     

浅谈风力发电机组的监控系统

风力资源丰富的地区一般都是在沿海地区、海岛、海上、山口或草原地区,针对分散安装的风力发电机组要求能够实现无人值守运行和进行远程监控,因此对风力发电机组控制系统的自动化程度和可靠性提出了极高的要求。本文详细介绍了大型风力发电机组监控系统的基本结构、数据监测内容、信息通讯方式、控制软件功能特点及系统的抗干扰措施等。     

物联网架构下风力发电机组远程状态监测系统设计

以物联网为架构,将风力发电机组运行状态的远程监测、故障趋势预测组成为一个新的监测系统。主要针对系统的总体架构和功能模块进行了设计。系统的总体构架以物联网为基础,分为传感层、网络层、应用层。该系统由运行状态信息采集子系统、网络服务子系统、客户端子系统三大子系统组成。其中该系统中客户端子系统使用基于Asp.net的B/S远程监测模式实现实时数据采集、数据查询与录入、故障诊断预测分析三大功能。经过测试与验证发现物联网架构下风力发电机组远程状态监测系统能够满足预期的设计要求。     

关于风力发电机组状态监测的思考

风力发电机组是风电场的关键设备。本文通过几个实例说明了对风力发电机组实施状态监测的必要性以及实际工作中的经验教训。     

汽轮机发电机组在线监测与分析系统研究

开发了一种汽轮机发电机组状态监测与分析系统,并对系统的测点布置、系统构成、系统功能等方面进行了详细论述.实践证明该系统能对汽轮机发电机组的运行状态做出判断,实现了大型汽轮机发电机组在线监测的要求以及对大量实时数据的动态显示、预报警等功能.     

浅谈风力发电机组振动状态监测与故障诊断

风力发电机组运行条件较为复杂,其设备在实际应用的过程中所受到外部激振力和振动自由度相对较多,在这种情况下,为保证发电机组能够正常、安全地运行,需要对其振动状态进行监测,并按照实际情况判断其故障,进行故障的排除。本文在研究中,首先对风力发电机组进行简单的阐述,为后文的研究提供一定的理论支撑。之后,则从风力发电机振动监测情况出发,分析在现阶段社会中较常见的几种发电机故障诊断方法,最后,则从实际角度出发,分析风力发电机组状态监测与诊断系统在实际运用过程中的重点以及难点部分。     

浅析风力发电机组振动状态监测与故障诊断

风力发电机组运行条件较为复杂,其设备在实际应用的过程中所受到外部激振力和振动自由度相对较多,在这种情况下,为保证发电机组能够正常、安全地运行,需要对其振动状态进行监测,并按照实际情况判断其故障,进行故障的排除。本文在研究中,首先对风力发电机组进行简单的阐述,为后文的研究提供一定的理论技术。之后,则从风力发电机震动监测情况出发,分析在现阶段较为常见的几种发电机故障诊断方法,最后,从实际角度出发,分析风力发电机组状态监测与诊断系统在实际运用过程中的重点以及难点。     

风力发电机组试验台系统设计与实验

风力发电机组近年来在我国发展较为迅速,针对风力发电机组运行状态监测与维护展开的相关研究逐渐成为行业热点。因风力发电机组故障维护成本较高,许多研究者开始通过故障模拟试验平台对其进行理论和实践研究。在此背景下,设计完成了一套风力发电机组传动链故障模拟试验台,可进行风力发电机组传动链故障模拟实验及仿真研究。试验台由三相异步电动机、减速器、发电机和变频器等控制元件组成。通过变频器控制电动机模拟不平稳风速的输入,进而研究发电机输出电量参数。同时可以通过模拟传动链系统不同的故障研究其电量输出变化。试验及分析结果表明,试验台转速控制平稳,符合理论计算;且可以有效地模拟不同工况下风力发电系统的运行状态。     

基于物联网的风力发电机状态监测系统设计

为了确保风力发电机组持续、稳定运行,设计了一种基于物联网的风力发电机组状态实时监测系统。系统以嵌入式ARM-Linux为控制核心,采用多个传感器组实时监测发电机的转速、转矩以及工作温度等参数,通过4G网络传输方式将所采集到的数据打包后统一发送到数据服务器中心,最终在PC机端实时查看监测到的数据。实际试验结果表明,系统能有效监测到发电机组的转速、工作温度以及电网参数等数据,为风力发电机的故障预测以及故障诊断提供坚实的数据基础。     

基于协整分析的风电机组状态监测方法

针对风力发电机组SCADA系统受到环境及运行等因素影响[1],常常发生故障漏报和误报等问题,提出一种基于协整计算的风力发电机SCADA非平稳数据分析方法。风力发电机SCADA数据经协整计算可以获得附带风力发电机状态信息的残差,通过分析该协整残差可实现风力发电机的状态监测。取内蒙古包头市固阳县某风场1.5 MW双馈风电机组所采集的SCADA数据为研究对象,利用部分非平稳数据建立协整模型,并用一组正常运行数据以及一组已知齿轮箱故障数据对模型进行验证,结果表明,所提方法可有效抑制SCADA数据中由环境和运行引起的响应,准确识别风力发电机的运行状态,简单有效的实现风力发电机的状态监测.     

Monitoring of Wind Turbine Gearbox Condition through Oil and Wear Debris Analysis: A Full-Scale Testing Perspective

Despite the wind industry's dramatic development during the past decade, it is still challenged by premature turbine subsystem/component failures, especially for turbines rated above 1 MW. Because a crane is needed for each replacement, gearboxes have been a focal point for improvement in reliability and availability. Condition monitoring (CM) is a technique that can help improve these factors, leading to reduced turbine operation and maintenance costs and, subsequently, lower cost of energy for wind power. Although technical benefits of CM for the wind industry are normally recognized, there is a lack of published information on the advantages and limitations of each CM technique confirmed by objective data from full-scale tests. This article presents first-hand oil and wear debris analysis results obtained through tests that were based on full-scale wind turbine gearboxes rated at 750 kW. The tests were conducted at the 2.5-MW dynamometer test facility at the National Wind Technology Center at the National Renewable Energy Laboratory. The gearboxes were tested in three conditions: run-in, healthy, and damaged. The investigated CM techniques include real-time oil condition and wear debris monitoring, both inline and online sensors, and offline oil sample and wear debris analysis, both onsite and offsite laboratories. The reported results and observations help increase wind industry awareness of the benefits and limitations of oil and debris analysis technologies and highlight the challenges in these technologies and other tribological fields for the Society of Tribologists and Lubrication Engineers and other organizations to help address, leading to extended gearbox service life.     

大型风电叶片模具远程监控管理系统的设计与应用

根据大型风电叶片模具设备生产工作的特点,设计了专门用于大型风电叶片模具设备生产工作的远程监控管理系统。运用CAN总线技术、移动GPRS远程无线通讯技术、人机界面以及基于C／S模式的数据库共享技术构建整个监控管理系统,并对监控管理系统的关键技术做了分析。     

适应于多种类型风力发电机的在线监测系统的开发

风力发电机由于其恶劣的工作环境以及其复杂多变的工况,在运行时经常出现故障,导致停机维修,造成了很大的经济损失。而当前已经有开发了一些在线监测系统,大多是只针对一种形式结构的风力发电机,而往往风场中会存在多种类型的风机：如双馈式的、直驱式的、还有半直驱式的,而每种风机的内部结构存在着很大的差别,各有优异。针对当前的实际情况,开发了一套针对多种类型的风力机在线监测系统。系统在数据库设计、参数设置、监测界面都融合了多种形式的风力发电机,在自制的模拟风力发电机的台架上试运行已经取得了理想的效果。     

风力发电机叶片状态监测与故障诊断技术近况

风力发电技术是新能源发电技术领域的重要研究方向,也是目前风能的主要利用方式,故风力发电机叶片稳健工作是风力发电过程的关键保障,对风力发电机叶片状态的实时在线监测技术也成为该领域的重要研究内容。该文回顾了风力发电机叶片机械故障的产生原理、现有的风力发电机叶片状态监测技术,对比了现有各技术的优势和劣势,分析了未来叶片检测技术的发展趋势。     

MW级风力发电机组的三维建模

为了实现MW级风力发电机组的机电联合仿真,根据风电机组的结构特征和传动关系,在对机架、发电机、齿轮箱、轮毂、变桨调节架和塔架等进行简化后,建立了MW级风力发电机组的三维几何模型.在该模型中,风力发电机的传动链、装配关系、几何特征和质量特性保持不变.与原始机纽相比,该模型明显简化,因此,可以方便地用于风力发电机的工作过程仿真.     

离岸风机导管架式基座的动态响应研究

为了保证风力发电机组的安全运行,针对离岸风机导管架式基座在服役过程中受到恶劣海洋环境的影响易产生损伤的问题,提出了一种通过单点响应测量以监测离岸风机导管架式基座健康状态的方法。基于线性莫里森方程和随机波浪理论,建立了随机波浪栽荷模型,并通过耿贝尔(Gumbel)概率分布来预测极值波浪载荷的波高。以5 MW离岸风力发电机基座为算例,建立了完好的和损伤的离岸风力发电机基座的有限元模型,计算了离岸风机基座在极值随机波浪载荷作用下的动态响应。通过对动态响应信号的频域分析,获得了风机基座前3阶的固有频率,对完好和损伤两种状态下的离岸风机基座的动态响应的频率变化作了对比分析,得出了损伤对动态响应的影响规律。研究结果表明,通过该方法可以对基座健康状况进行分析,为离岸风机基座健康监测提供了一种可行的参考方案。     

风力机液压系统故障诊断与结构改进研究

兆瓦级风力机的液压系统一旦发生故障,维修难度较大。了解大功率风力机的常见故障及其原因,具有十分重要的意义。重视小故障、故障早期阶段的发现和排除,故障诊断和排除时注意对预兆、运行记录的分析。介绍了一种典型的1MW风力机型号的液压系统维护常见故障实例,并提出其液压系统结构的改进方案。     

大型风力发电机组控制研究

根据风力发电机组叶片空气动力学的特性,为最大化地把风能转换成电能,同时根据风机零部件的运行特性,提出了可将兆瓦级风力发电机组的功率控制分为的四个不同阶段,对四个不同阶段的功率控制建立起相应的控制算法,同时针对高于额定风速的情况下传动链扭转振动控制提出新的控制方法。通过bladed软件对某2MW风机为例进行仿真,仿真结果表明对兆瓦级风力发电机组的功率控制具有一定的参考价值。     

基于改进的粒子群算法的风力机叶片优化设计

基于有限叶片变环量气动计算模型,加入攻角随风速的变化处理,根据风电场中来流速度的概率分布,并以风力机最大年发电量为目标,建立优化模型,使用改进的粒子群算法进行搜索,寻找全局最优解.采用改进的粒子群算法设计的优化程序,设计了1.3 MW定桨失速型风力机叶片,并与现有的风力机叶片作比较.优化后,风力机叶片的弦长明显减小,达到额定风速后的功率输出情况,也满足了定桨失速型风力机的功率控制要求,说明本文所述的优化设计方法的有效性和实用性.