雙饋異步風電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的研究.pdf

1、面對全球能源短缺、環(huán)境污染日趨嚴峻、節(jié)能減排要求不斷提高的背景，風能作為一種可再生清潔能源，日益被世界范圍內(nèi)的能源發(fā)展所重視和接受。中國風電產(chǎn)業(yè)一直保持著迅猛的發(fā)展速度，國內(nèi)總裝機容量和新增裝機總量逐年上升。受機組運行環(huán)境惡劣、優(yōu)質(zhì)風資源減少等因素的影響，近些年機組設計向著大單機容量、低溫耐寒、低速高效的方向發(fā)展。風電產(chǎn)業(yè)的急速擴張背后帶來的是產(chǎn)能過剩及日益彰顯的質(zhì)量問題，伴隨著國內(nèi)風電行業(yè)“重制造，輕管理”的現(xiàn)狀，風電場設備故障頻頻發(fā)

2、生，嚴重影響了機組的運行效益及電網(wǎng)安全運行。本論文針對上述背景現(xiàn)狀，綜合運用知識工程、數(shù)據(jù)挖掘、信號融合及模式識別等技術，開展風電機組故障診斷工作的研究，有效解決風電機組故障模式識別和故障因素診斷，為風電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的研發(fā)提供有效技術手段。本論文具體研究工作如下:
　　(1)開展風電機組故障模式及知識分析方法的研究。從風電機組故障模式屬性分析出發(fā)，對不同屬性故障模式進行符號標識。運用故障樹分析方法和失效模式及影響分析

3、方法對層次化的故障原因、故障影響以及具體處理措施展開深入剖析，最終獲得較為全面的故障知識信息庫，為風電機組故障模式的識別、故障因素量化及診斷提供故障知識信息元;
　　(2)開展風電機組故障建模及特征提取方法的研究。從風電機組故障建模方法的研究出發(fā)，運用機理建模和反向建模方法實現(xiàn)風電機組故障模型的構建。研究機組故障隨時間發(fā)展尺度下的多元動態(tài)特征演變特性，運用變工況條件下的故障特征提取方法挖掘多元故障特征信息。為風電機組故障量化建模以

4、及不同發(fā)展階段故障模式識別提供特征信息基礎;
　　(3)開展風電機組故障模式識別方法的研究。從風電機組故障模式識別模型特性分析出發(fā)，開展不同特征元數(shù)、不同測點耦合特性的各故障模式識別工作。研究工作同時考慮到機組故障模式隨時間尺度發(fā)展特點，根據(jù)故障不同發(fā)展階段的故障和特征特點，解決不同嚴重程度的故障模式的識別問題，不僅實現(xiàn)了風電機組早期故障模式的預知性識別，并且有效解決了風電機組復雜系統(tǒng)并發(fā)故障模式的識別工作;
　　(4)開展

5、風電機組故障量化分析及診斷方法的研究。以風電機組故障知識分析結果為基礎，運用機組故障風險評價和故障原因重要度計算方法，結合風電場運維經(jīng)驗數(shù)據(jù)實現(xiàn)風電機組故障因素的量化分析。輔助實現(xiàn)風電機組故障原因、故障影響及具體維修措施等故障因素診斷的同時，在一定程度上指導風電場維修決策和優(yōu)化業(yè)務的開展;
　　(5)開展風電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的研究。本論文依據(jù)風電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷關鍵技術問題的研究結果。針對1.5MW華銳SL1500