风力机叶片裂纹在线监测系统

将声发射技术应用于风力机叶片裂纹损伤在线监测,以有效解决叶片的在线监测难题,实现叶片的故障监测和故障预警,可节省投资,减少运维费用。实践证明,该方案可为风力发电机叶片故障在线监测提供参考。     

风力机状态监测与故障诊断技术研究

介绍了风力发电机组的基本构成,对风力机常用状态监测技术及主要测量参数进行了分析研究,并分析了风力机部件的常见故障,研究了部件的故障机理,最后,分析研究了适合于风力机的多种故障诊断方法,对国内外风力机状态监测、诊断技术和系统应用现状进行了概述。研究结果对保证风力发电机组安全运行,减少故障发生率,提高风力发电机组的运行可靠性,实现基于状态维修起到了指导作用。     

风力机叶片设计方法的发展

本文介绍了大型风力机叶片设计技术现状,叙述叶片气动设计、结构设计等关键技术。随着风力机组向大容量方向发展及海上风能的开发利用,将对风力机叶片的设计提出了挑战。     

中压开关柜状态监测装置设计

以中压开关柜的电压、电流、频率、功率和温度为监测对象,设计了一套以dsPIC单片机为核心的在线监测装置。该装置由互感器采集开关柜的电压和电流信号,频率检测模块检测电流频率,红外温度传感器采集开关柜的温度信号,给出了硬件电路设计及软件流程。实际运行结果表明,该装置具有较高的测量精度且实现了对设备的非接触式测温。     

陆上风力发电机塔架振动监测研究进展

塔架作为陆上风力发电机的支撑结构关键部件,其服役质量直接影响到风力发电机的运行安全性。开展塔架振动监测,对其进行服役质量评估和损伤早期预警,是提高风力发电机运行安全性的重要手段。首先,简要介绍陆上风力发电机塔架类型,塔架载荷及动力学理论研究。其次,归纳总结塔架接触式与非接触式振动监测的方法及特点,对不同监测方法进行了对比,提出现有塔架振动监测方案的局限性。最后,分析塔架振动监测数据在状态识别、故障诊断及故障预警等方面研究现状与目前存在的难点,展望塔架振动监测的未来发展趋势。     

基于增量式相对熵的风电机组实时状态监测

针对风电机组的实时状态监测问题,提出了一种基于增量式相对熵的残差分析方法。首先,通过分析滑动窗口数据特点,推导了适用于实时运算的增量式相对熵的计算公式,其时间复杂度为O(1),要低于常规计算方法的O(n)。接下来,提出了一种基于数据驱动和正常行为建模的风电机组实时状态监测方法,并将增量式相对熵作为实时残差分析的指标。最后,用某2 MW风电机组的实际齿轮箱故障数据为算例,验证了该方法的有效性。结果表明,相对熵残差分析能够至少提前8～10 d实现故障预警,优于常规的统计量;增量式相对熵的计算时间仅相当于常规方法的0.4%～1.9%,在实时性上有显著优势。     

大型风电机组机组层AGC控制策略研究

针对传统控制策略下的风电机组输出波动性大、随机性强,需其他设备协调风电场出力的缺点,提出一种机组层WT-AGC控制策略,并对该控制策略的工作原理进行了详细的分析。在考虑风电机组运行状态及风电场调度要求的基础上,将WT-AGC策略下机组运行方式分为2种:调度指令高于机组最大出力能力的常规运行和调度指令低于机组最大出力能力的限功率运行。通过风电机组转速调节和变桨距机构动作配合,实现风电机组输出稳定,满足风电场调度要求,并对某实际双馈风电机组进行了仿真。结果表明该控制策略不但可以实现风电机组的可调度输出,而且提高风电机组并网后的功率稳定性,验证了所提策略的正确性。     

大型风机风向补偿算法研究

为提高风电设备的风能转化率,实现在不增加硬件成本条件下提高发电量,研究了风向优化补偿算法。首先在研究尾流影响风向测量误差的过程中,明确了偏航误差的层流成分和湍流成分,建立了切向诱导因子补偿算法补偿层流成分误差,同时引入了卡尔曼滤波算法补偿湍流成分误差。然后建立了算法效果验证方式和验证指标。最后依托项目组实验条件进行了算法验证。结果表明,风向补偿算法在不增加硬件设备的情况下,可提高风机对风准确率30.36%,提高最优发电工况发电量2.82%。     

风力机叶片气动设计及Solidworks软件建模过程研究

为了解决风力机叶片设计以及利用设计数据建模的问题,阐述了风力机叶片气动性能设计计算的主要方法以及Visual C++软件对整个计算进行编程的过程,通过举例运算的方法对比分析相应数据,并运用Solidworks软件对风力机叶片进行建模,分析了各种叶片建模方法的利弊,得到了叶片精确建模的方式和方法.分析结果表明,基于叶素动量理论的设计计算技术能准确地完成叶片模型设计过程,叶片设计精确程度取决于叶素分段数的多少.     

Classification of lightning damage to wind turbine blades

Lightning damage to wind turbine blades is of great concern to wind power installations. We investigate various issues arising from lightning damage and assess the causes through actual lightning observations as well as from high‐voltage and large‐current experiments. Although installing lightning receptors and down conductors provide a good countermeasure, blade damage can still be caused by lightning still. New techniques are needed to better protect blades from lightning surges; these may include not only better performance and layout of receptors, but also independent lightning towers and new types of blade materials. This paper provides a classification of blade damage sustained in winter lightning, ranked in severity by analyzing the many incidents of damage that have actually occurred in Japan. Moreover, a list of possible causes of damage and relative countermeasures is also presented. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

风轮机桨叶生产工艺的现代化

指出了大型风力发电设备转轮叶片的结构特点和材料性能,提供了现代化制造工艺和装备。同时还介绍了降低风电机组成本的方法、风力发电开发方面的课题。     

风力发电机在线监测与诊断系统研究

在线监测和诊断系统对风力机故障能够快速的监测,从而有利于进行及时的维护.但该系统在风力发电机组上的应用目前还处于初始阶段.介绍了状态监测的发展背景,指出了状态监测应用在风力发电机上的必要性.介绍了风机在线监测系统的构成及功能,对SKF公司的Marlin状态监测系统在风力发电机上的应用做了简要介绍.针对风力发电机的实际情况和振动故障信号的频率,对现场测量点的选择进行了研究,并提出了在线监测在风力发电应用上还需进一步研究的课题,研究表明在线监测和诊断在风力机应用上具有广阔的前景.     

基于GRU和注意力机制的海上风机齿轮箱状态监测

海上风电机组齿轮箱运行状态的有效监测和及时预警对海上风机运维工作具有重要意义。为此,提出一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)和注意力机制的海上风电机组齿轮箱状态监测方法。在训练阶段,通过注意力机制自动提取海上风电SCADA数据集输入参量与目标建模参量间的关联关系,同时采用GRU网络提取数据间的时序依赖关系,进而建立风电机组齿轮箱的正常行为模型。在测试阶段,采用指数加权移动平均值(Exponentially Weighted Moving-Average,EWMA)控制图对目标建模参量实际值和模型预测值间的输出残差进行监控,实现海上风机齿轮箱运行状态的实时监测和预警。最后基于东海大桥海上风电场真实数据对所提方法的有效性和优越性进行了验证。结果表明：所提方法对故障和正常运行条件下的海上风电机组齿轮箱状态均可进行有效监测,且相比现有陆上风机状态监测方法具有更高的精度和可解释性,并能更早地揭示故障趋势。     

大功率并网风电机组状态监测与故障诊断研究综述

状态监测与故障诊断技术是降低大功率并网风电机组的故障率和其运维费用的有效手段之一。对风电机组状态评估和故障预测进行综述。首先,在分析国内外风电机组故障统计情况的基础上,提出状态监测需要关注的风电机组关键部件;其次,综述风电机组整机综合状态评估和故障预测研究现状;然后,重点评述和分析风电机组关键部件的状态监测与故障诊断方法;最后,提出大功率并网风电机组状态监测与故障诊断的研究要点及趋势。