风力发电机组中齿轮箱的故障诊断分析

齿轮箱运行的稳定对于保证风力发电系统的正常运行有着重要的作用，要想保证齿轮箱运行的稳定，对其故障的诊断至关重要。只有通过合理的故障诊断，才能够判断出齿轮箱的故障部位、故障程度，才能够采取针对性的预防措施和维修措施，从而有效降低故障损失。本文从风力发电机组齿轮箱故障诊断的必要性入手，研究了风力发电机组齿轮箱故障的机理以及相关诊断方法和技术的选择，最后分析了几种主要的齿轮箱故障诊断技术，旨在为风力发电机组齿轮箱故障诊断的相关研究提供参考。     

基于MCU的嵌入式风机在线监测系统研究

本文介绍了一种基于多台MCU和一台PC机构成的分布式风力发电机在线监测系统,采用嵌入式数据采集方式,通过对风力发电机组的转速、振动频率、温度、湿度等参数进行实时监测,将模拟信号转化为数字信号后传送给PC机,以便保证安全运行和在线故障监测,从而确保对风力发电机组的运行情况进行实时掌控。     

风力发电技术与功率控制方案的具体分析

自然界中的风能具有可持续利用的特点,而风力发电是一种能够将风能转换为电能的技术。为确保风力发电机组的运行安全、稳定,需要对机组的功率进行有效控制。基于此点,本文首先简要阐述了风力发电机组的控制目标,并在此基础上对风力发电机组功率控制方案进行论述。期望通过本文的研究能够对风力发电机组的安全、稳定、可靠、高效、经济运行有所帮助。     

风电机组叶片检测现状与展望

叶片是大型风力发电机组的关键部件之一,对其缺陷进行状态检测与故障诊断是风电研究内容的重要课题。本文总结了几种常用叶片状态监测与故障诊断方法,分析了各检测诊断方法的不足,并对存在的难点和关键问题进行了讨论。     

风力发电机状态监测与故障诊断系统研究

风力发电是电力生产的新型途径,对于提高电力生产量、节能降耗、电力行业的可持续发展具有积极影响.但是风力发电机装机容量和建设规模不断扩大,操作要求较高,如果维护措施不到位,将导致故障的频发.对此,需采用在线诊断系统实现设备运行过程的实时监控,及时发现和解决问题.本文首先对风力发电机组结构进行分析,其次就风力发电机状态监测与故障诊断系统设计进行阐述,然后对故障诊断方法进行总结.     

风力发电机组的运行维护分析

阐述风力发电机组中变流器、发电机叶片、异常振动的运行故障,风力发电机组运行的维护措施,从而保障风力发电机组稳定安全运行。     

大型风力发电机组的防雷保护综述

随着风力发电机组单机容量的不断增大,风机轮毂高度和叶片高点也在不断增高,在旷野、山顶和沿海地区,风机遭受雷击的概率非常大。从各风场反馈的情况来看,雷击不但是造成风机故障停机的重要因素,甚至直接影响风电场的安全运行。本文首先从雷电的破坏机理和形式入手,对雷电的防护区域进行了划分,并提出了风力发电机组的防雷保护设计原则和防雷系统工程方案;而后对风机整机系统的防雷保护进行了系统的分析,并提出了具体的防雷保护方法。     

兆瓦级风力发电机组变桨距控制系统研究

分析和建立了兆瓦级风力发电机组各个部分机理模型以及有效风速的模型,针对变桨距风力发电机组在低风速最大风能捕获和高风速额定功率保持的控制目标,建立数学模型。并应用MATLAB对PID控制器下的系统模型进行仿真,结果表明模型的可行性。     

风力发电机组外部散热器加装喷淋系统的应用研究

外部散热器是风力发电机组冷却系统的重要组成部分,主要负责对冷却介质降温,对于降低风力发电机组的主要发热部件温升具有重要作用.本文介绍了通过为风力发电机组外部散热器加装喷淋系统,经过分析研究确定了该提升外部散热器效率的方法有效.     

SOM神经网络在风力发电机组故障诊断中的应用

风力发电正在电力行业中占有越来越重要的位置。然而因为所处的环境条件恶劣,风力发电机经常容易发生故障。传统的状态监测与故障诊断方法较为费时费力,又因为无法采集到所有的故障信息,所以BP神经网络无法做出正确诊断。因此,将SOM神经网络应用于风力发电机组的振动故障诊断中。用正常运行的样本数据对网络进行训练,根据检测样本输出神经元在输出层的位置对是否发生故障进行判断。经实例分析证明,该方法可对风电机组的故障进行有效诊断。     

Robust and fault-tolerant linear parameter-varying control of wind turbines

High performance and reliability are required for wind turbines to be competitive within the energy market. To capture their nonlinear behavior, wind turbines are often modeled using parameter-varying models. In this paper we design and compare multiple linear parameter-varying (LPV) controllers, designed using a proposed method that allows the inclusion of both faults and uncertainties in the LPV controller design. We specifically consider a 4.8 MW, variable-speed, variable-pitch wind turbine model with a fault in the pitch system.We propose the design of a nominal controller (NC), handling the parameter variations along the nominal operating trajectory caused by nonlinear aerodynamics. To accommodate the fault in the pitch system, an active fault-tolerant controller (AFTC) and a passive fault-tolerant controller (PFTC) are designed. In addition to the nominal LPV controller, we also propose a robust controller (RC). This controller is able to take into account model uncertainties in the aerodynamic model.The controllers are based on output feedback and are scheduled on an estimated wind speed to manage the parameter-varying nature of the model. Furthermore, the AFTC relies on information from a fault diagnosis system.The optimization problems involved in designing the PFTC and RC are based on solving bilinear matrix inequalities (BMIs) instead of linear matrix inequalities (LMIs) due to unmeasured parameter variations. Consequently, they are more difficult to solve. The paper presents a procedure, where the BMIs are rewritten into two necessary LMI conditions, which are solved using a two-step procedure.Simulation results show the performance of the LPV controllers to be superior to that of a reference controller designed based on classical principles.     

基于集员未知输入观测器的风力机桨距执行器故障诊断

风力机一般放置在恶劣的环境中,其桨距执行器极易出现故障。文中针对一类含有未知但有界干扰和噪声的风力机系统的桨距执行器故障问题,设计了集员未知输入观测器对桨距的执行器故障进行检测并分离。采用气动机理和现代辨识原理建立风力机系统模型,通过优化未知输入观测器设计对系统中的干扰解耦,基于中心对称多胞体估计不考虑故障时残差的区间包络,并将其作为残差估计的上下动态阈值,实现状态估计。在上述基础上提出了利用一组集员未知输入观测器进行故障诊断的策略。仿真结果表明,在实验过程中,文中所设计的集员未知输入观测器准确地诊断出了风力机桨距执行器的3阶和5阶线性系统在发生突变故障和缓慢时变故障的时间和位置,证明了所提故障诊断策略的有效性。     

风轮机雷达散射特性仿真及微多普勒特征分析

风轮机复杂的电磁散射特性,会对其附近的空管通信、导航和监视等电子设备产生严重影响.研究风轮机的电磁散射特性,可为风轮机杂波检测和抑制提供理论依据,对保证空中交通安全具有重要的意义.论文首先基于风轮机散射点叠加的理论,考虑了雷达入射波到风轮机叶片和桅杆的初始相位以及入射波方位角和俯仰角对回波的影响,将单基地回波模型扩展到双基地模型.同时,在散射点叠加模型的基础上,提出了基于混合模型的风轮机散射特性分析.混合模型结合了散射点叠加模型和电磁仿真软件FEKO的优点,考虑了电磁波在叶片和桅杆上的反射系数等因素对回波的影响,可以实现任意观测点处的电磁散射特性计算及其微多普勒特征的分析.最后,分别对散射点叠加模型、FEKO以及混合模型的风轮机电磁散射特性分析方法进行了对比分析,给出了各自的优缺点及其适用场合.     

Analysis of a variable-speed wind energy conversion scheme with doubly-fed induction generator

In the last decade, the high penetration of wind turbines into the power system has been closely related to the advancement of wind turbine technology and control. The electric system contained by a large wind turbine, as well as within an offshore wind farm with hundreds of MW power capacity, has become more and more important in the interaction between the mechanical system of the wind turbine and the main power system. Furthermore, power electronics is entering the wind turbine circuitry which improves the controllability. The work presented in this paper has the main objective of extending the ability of the existing wind turbine design tools, in order to simulate the dynamic behaviour of wind turbines and the wind turbine–grid interaction.     

Feedback Linearization Of Direct-Drive Synchronous Wind-Turbines Via a Sliding Mode Approach

As the grid code specifies, wind turbines have to remain connected to the grid at voltage levels far below the nominal values. The improvement of wind turbine performance under such conditions has become a problem of general concern. However, this performance usually relies on conventional linear controllers that operate at network faults far off the nominal point for which they were designed. As a consequence, wind turbines should operate with increasing converter currents, which may result in converter damage. This paper proposes a nonlinear controller for converter-based wind turbines that ensures that the currents are maintained within the design limits. The controller is based on feedback linearization theory and is applied to the system through a sliding mode approach. This controller is robust against system perturbations and uncertainties, and overcomes the usually complex implementation that is associated with feedback linearization controllers.     

基于信号流图的风力发电机故障诊断

针对风力发电机故障原因复杂,为解决其诊断困难问题。本文利用风力发电机电力系统中故障高发区的故障诊断经验知识,建立了风力发电机多信号流图模型。通过感应器获取实时检测信号数据并作为输入,并结合贝叶斯后验概率算法实现自动化的风力发电机故障诊断。根据风力发电机实时数据诊断表明,该方法能准确诊断出故障源,是一种十分有效的实时故障诊断方法。     

关于风电场风电机组中风力发电机的运行维护分析

本文通过风电机组中风力发电机的常见故障分析,针对故障诊断难点问题,优化风力发电机的运行维护环节,重点加强故障难点的维护工作,为风电场风电机组的运行维护提供新的思路。     

粗糙集数据挖掘及其在汽轮机故障诊断中的应用

针对当前专家系统知识获取瓶颈的难题,提出了基于粗糙集数据挖掘的汽轮机故障预报及诊断方法。将汽轮机故障历史数据首先进行模糊化及离散化处理,然后构建故障诊断决策表,以决策表作为主要工具,即“知识库”,采用粗糙集数据挖掘方法直接从决策表中提取出潜在的诊断规则,为汽轮机提供有效的故障诊断。提出了基于粗集的分类规则学习和约简算法,实现了基于粗糙集数据挖掘的汽轮机故障预报及诊断系统,其诊断正确率达到了88%。实验表明该方法可行,对汽轮机故障预报及诊断系统的设计具有借鉴意义和深入研究的价值。     

扫描工作模式的航管监视雷达风电场回波信号的微多普勒特征分析

风电场可能对航管监视雷达等电子设备产生严重影响。风电场回波是多个风轮机回波的相干叠加,由于复杂的多径环境使得航管监视雷达产生大量的虚假目标,因而分析风电场回波信号的微多普勒特征对风电场杂波检测与抑制,保证民航飞行安全具有重要意义。本文在风轮机回波信号散射点叠加模型的基础上,对扫描工作模式的航管监视雷达风电场回波信号进行了建模与仿真,详细分析了风电场中多个风轮机之间和风轮机与地面之间的多径效应对回波信号微多普勒特性的影响。仿真结果与理论推导进行了对比分析,证明了本文算法的有效性。      

基于最佳功率给定的永磁直驱同步风力发电系统控制策略研究

直驱型风力发电系统由于不需要增速箱,在风电场中得到广泛的发展和应用.该文研究了发电机和风机的特性分析,提出了基于最佳功率给定的最大风能控制策略,该方法通过对发电机进行闭环控制,使输出功率按照最优功率曲线进行输出,实现最大风能跟踪.并研究了永磁直驱风电系统的双PWM变流器控制策略;搭建了直驱型风电机组整体模型,该系统能够实现并风能最大功率跟踪及并网控制,仿真验证了控制系统的正确性.