风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述

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风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述风力发电是一种清洁、可再生的能源,受到了全球范围内的广泛关注和应用。

风力发电系统在长期运行中难免会出现各种故障,这些故障会影响发电效率,甚至导致系统的损坏。

对风电机组故障的及时诊断和维修显得尤为重要。

风电机组的故障诊断是一个复杂的过程,需要充分考虑风力机组的结构特点、工作原理、运行条件等因素。

本文将从风电机组故障诊断的现状和发展趋势、故障诊断方法、故障诊断技术等方面进行综述,旨在为相关领域的研究和实践提供参考。

一、风电机组故障诊断的现状与发展趋势随着风力发电技术的不断发展和成熟,风电机组故障诊断技术也得到了长足的进步。

目前,风电机组故障诊断已经成为风力发电领域的一个热门研究课题,相关研究在国内外得到了广泛开展。

在风电机组故障诊断的研究中,越来越多的学者和工程师开始关注风力机组系统的健康管理(HM)技术。

HM技术是通过监测、诊断和维护来保证风力机组的安全、可靠和高效运行。

HM技术在风电机组故障诊断中的应用,能够及时发现和预测故障的发生,并采取相应的维修措施,从而提高风电机组的可靠性和利用率。

随着人工智能、大数据等技术的不断进步和应用,风电机组故障诊断技术也得到了很大程度的提升。

人工智能技术能够通过对大量监测数据的分析和处理,实现对风电机组运行状态的实时监测和故障诊断,为风力发电系统的运维管理提供了新的思路和方法。

未来,风电机组故障诊断技术将继续朝着智能化、自动化、网络化的方向发展,利用先进的传感器技术、大数据分析技术等手段,提高对风电机组运行状态的监测和分析能力,实现对风电机组系统的全面管理和控制。

风电机组故障诊断的方法主要包括基于数据驱动的方法和基于物理模型的方法两种。

1. 基于数据驱动的方法基于数据驱动的方法是通过对风电机组系统的监测数据进行分析和处理,从而实现对故障的诊断和预测。

这种方法的核心是利用数据挖掘、统计分析等手段,挖掘出与故障相关的特征信息,从而识别和分析故障的原因和性质。

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述摘要:随着风能的快速发展,风力发电机组的数量急剧增加,但由于工作条件恶劣,风力发电设备更有可能出现故障,用诊断方法快速检测设备故障,发电机安全,可靠的工作是减少事故的有效方法,提供早期诊断风能设备故障的方法,实时监测风能设备的工作状态预测趋势,及时监测工作过程中的故障风险。

关键词:风力发电;机组;故障诊断;预测技术;前言:风能可以缓解国内能源问题,改善能源供应结构。

随着国内风能的迅速发展,风力发电机的故障已成为一个不容忽视的问题。

实时监测风力涡轮机的工作状态允许在运行时及时发现隐藏的缺陷。

应用程序还确定了设备故障的原因,并制定了有效的措施,通过搜索和分析设备故障信息来解决设备故障。

提高风能的可靠性,促进风能的健康发展。

一、风力发电机组故障诊断1.在风力发电机失灵之前,通常会出现一些早期的故障信号,这些信号可能来自振动、温度等等。

如果在早期发现故障,将大大提高风力发电机的可靠性和寿命。

早期的故障信号具有典型的不稳定特性,当相关的转移脉冲发生时,当机器和设备失灵时,振动信号通常会先出现。

当机械设备掩盖早期故障或部件时,它的故障在早期阶段是脆弱的。

最初的故障阶段可以很容易地由振动信号的其他部分和大量随机噪声以及故障源和接收器之间的距离引起,从而削弱振动信号。

2.机械设备组件故障可能导致信号能量在特定频率范围内重新分配。

能量在特定的频率范围内提取,作为故障特性的信息,以便更好地描述故障类型。

该设备的第一个故障是一个非常微弱的信号,通常被强烈的噪音和低信号淹没,这对准确的获取信息产生了巨大的影响。

早期拒绝的特征。

实时监测风力发电机的状态,并通过BP神经网络预测趋势。

非线性预测复杂机器故障。

BP神经元网络是一种培训算法,它根据目标实际输出和目标最终、次级和目标目标目标值之间的区别提供了目标函数的最小值。

网络由输入、隐藏和输出层组成,每个神经元从外部世界接收输入信息并将其传输到中等水平,每个神经元从另一个来源接收信息。

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述风电机组是利用风能将其转化为电能的设备,由于其运行在室外环境,容易受到各种天气和环境因素的影响,因此故障频繁发生。

为了确保风电机组的安全和高效运行,故障诊断成为一项重要的任务。

风电机组故障诊断的目标是及时准确地检测故障,并找出故障的原因,以便采取适当的措施进行修理。

故障诊断方法主要包括基于物理模型的方法和基于数据驱动的方法。

基于物理模型的方法是通过建立风电机组的物理模型,分析系统的动力学行为和故障模式,来识别故障。

这种方法有很高的准确性,但需要大量的先验知识和模型参数,同时对仪器设备的准确性和测量值的可靠性要求较高。

基于数据驱动的方法则是利用故障发生时的传感器数据,运用统计、机器学习和数据挖掘等技术,进行特征提取和故障分类。

这种方法不需要事先建立模型,可以自动学习故障模式和特征,具有较好的适应性和鲁棒性。

目前,风电机组故障诊断的研究主要集中在以下几个方面:1. 故障特征提取和选择:通过对传感器数据进行分析和处理,提取有效的特征,用于故障诊断。

常用的特征包括振动、声音、温度和电流等信号。

2. 故障分类和识别:利用分类算法和模式识别技术,对提取到的故障特征进行分类和识别,判断故障类型和位置。

常用的算法有逻辑回归、支持向量机和神经网络等。

3. 故障预测和剩余寿命估计:通过对历史数据和趋势分析,预测故障的发生时间和剩余寿命。

这种方法可以帮助制定维修计划和优化运维策略。

4. 故障诊断系统的构建和优化:将上述方法和技术整合起来,构建一套完整的故障诊断系统,实现对风电机组的实时监测和故障诊断。

对系统进行优化,提高诊断准确性和效率。

在风电机组故障诊断的研究中,还存在一些挑战和难题。

风电机组的复杂性和不确定性使得故障诊断变得困难。

缺乏高质量的故障数据和故障标签,限制了模型的训练和验证。

传感器的故障和干扰也会影响诊断结果的准确性。

如何提高故障诊断的可靠性和准确性,是未来研究的重点。

风电机组故障诊断是一个复杂而关键的问题,对风电行业的安全和可靠运行具有重要意义。

风力发电机组故障诊断与状态预测的研究进展

风力发电机组故障诊断与状态预测的研究进展

三、风力发电机组故障诊断技术
1、传统的人工诊断:主要依靠专家知识和现场经验,通过对风力发电机组运 行状态的观察和检测,对故障进行初步判断。这种方法对人员的专业素质和经 验有很高的要求,且在复杂故障情况下可能难以做出准确判断。
2、现代的信号处理和模式识别:这些方法包括小波变换、傅里叶变换、主成 分分析等,可以对风力发电机组的振动、声音、温度等信号进行深入分析,提 取出反映机组运行状态的特征,并利用模式识别技术对特征进行分类和识别, 从而发现潜在的故障。这些方法具有更高的自动化和精确度,能够更好地应对 复杂和隐蔽的故障情况。
四、风力发电机组状态预测技术
1、传统的时序预测:基于时间序列模型,如自回归滑动平均模型(ARIMA)、 指数平滑等,对风力发电机组的运行状态数据进行拟合和预测。这种方法在处 理单一因素或线性关系时表现较好,但在处理多因素和非线性关系时则可能失 准。
2、现代的随机理论预测:这类方法包括随机森林、支持向量回归等,利用现 代统计学理论对风力发电机组的运行状态进行预测。这些方法能够更好地处理 多因素、非线性的状态预测问题,并提供更准确的预测结果。
风力发电机组故障诊断与状态预测的研 究进展
01 一、引言
目录
02 二、文献综述
03
三、风力发电机组故 障诊断技术
04
四、风力发电机组状 态预测技术
05 五、研究进展
06 六、结论
一、引言
随着全球对可再生能源需求的不断增长,风力发电作为一种清洁、可持续的能 源形式,得到了广泛应用。然而,风力发电机组的故障与状态预测问题一直是 制约其进一步发展的关键因素。因此,本次演示将综述风力发电机组故障诊断 与状态预测的研究进展,旨在为相关领域的研究人员提供参考和帮助。

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述随着风电技术的快速发展,风电机组的故障诊断成为了风电运维中的重要环节。

本文将对风电机组故障诊断的研究和应用进行综述,包括故障诊断方法、诊断技术和应用案例等方面的内容。

一、故障诊断方法风电机组故障诊断方法主要包括基于物理模型的方法、基于数据驱动的方法和基于统计学方法。

基于物理模型的方法包括使用电气模型、机械模型和流体模型等来建立风电机组的数学模型,通过对模型进行分析和仿真来诊断故障。

基于数据驱动的方法通过采集风电机组的实时数据,使用数据挖掘和机器学习的方法来建立故障模型,从而进行故障诊断。

基于统计学方法则是通过对大量风电机组数据进行统计分析,找出故障的概率分布特征,从而进行故障诊断。

风电机组故障诊断技术主要包括信号处理技术、特征提取技术和故障诊断算法。

信号处理技术主要包括滤波、降噪和特征提取等方法,用于对采集的传感器信号进行预处理。

特征提取技术主要包括时域分析、频域分析和小波分析等方法,用于从采集的数据中提取故障特征信息。

故障诊断算法主要包括贝叶斯网络、支持向量机和神经网络等方法,用于建立故障模型并进行故障诊断。

三、应用案例风电机组故障诊断在实际应用中已取得了一系列的成果。

利用门架振动传感器数据对风电机组变频器输出电流故障进行诊断,通过特征提取和支持向量机算法进行故障诊断,取得了良好的诊断效果。

利用风电机组振动加速度传感器数据对齿轮箱故障进行诊断,通过小波分析和神经网络算法进行故障诊断,也取得了较好的诊断效果。

总结:风电机组故障诊断是风电领域的重要研究方向,不仅对提高风电机组的可靠性和可用性具有重要意义,也对风电运维的效率和经济性有着重要影响。

当前,基于物理模型、数据驱动和统计学的故障诊断方法仍在不断发展,并且越来越多的应用案例也表明了故障诊断技术的可行性和有效性。

相信随着技术的不断进步,风电机组故障诊断将取得更大的发展。

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述风电机组是利用风能来产生电力的设备,它在发电过程中具有高效、无污染的优点。

但是在长期运行过程中,风电机组也难免会出现各种故障,这些故障可能会影响发电效率,甚至导致设备的损坏。

因此对于风电机组的故障诊断至关重要。

本文将对风电机组故障诊断进行综述,介绍风电机组故障的常见类型、诊断方法以及发展趋势。

一、风电机组故障的常见类型1. 叶片故障风电机组的叶片是捕捉风能的关键部件,叶片的损坏会严重影响风力发电系统的性能。

常见的叶片故障包括裂纹、腐蚀、磨损等,这些故障会导致叶片形状变化、结构松动等问题。

2. 主轴故障主轴是风电机组的核心部件之一,主要承担叶片和风机的扭转力。

主轴故障包括轴承故障、主轴弯曲、主轴松动等,这些故障会导致风机转子的不稳定运行,进而影响整个发电系统的性能。

3. 发电机故障发电机是风电机组的电力转换部件,常见的故障包括绕组短路、轴承故障、发电机定子和转子绝缘损坏等,这些故障会导致发电机输出功率下降,甚至完全失效。

4. 控制系统故障风电机组的控制系统是保障风机安全运行和稳定发电的关键部件,常见的故障包括传感器故障、控制器故障、通信故障等,这些故障会引起风机异常运行、停机或者损坏。

二、风电机组故障诊断方法1. 振动分析振动信号是风电机组故障的重要特征之一,通过对风电机组在运行过程中的振动信号进行分析,可以判断风电机组各部件的运行状态。

振动分析方法包括频谱分析、波形分析、共振频率分析等。

3. 热像诊断风电机组各部件在运行过程中会产生不同的热量,通过红外热像技术可以对风电机组各部件的温度分布进行检测和诊断,判断是否存在异常热点,从而判断各部件的运行状况。

4. 数据分析风电机组在运行过程中会产生大量的数据,通过对这些数据进行采集和分析,可以了解风电机组各部件的运行状况,及时发现并诊断故障。

5. 综合诊断综合利用以上各种诊断方法,对风电机组进行综合诊断,从静态和动态两个方面全面了解风电机组的运行状态,及时判断和排除故障。

风力发电机组故障诊断与预测技术研究

风力发电机组故障诊断与预测技术研究

风力发电机组故障诊断与预测技术研究1. 引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,被广泛应用于全球范围内。

然而,风力发电机组的运行不可避免地会遇到各种故障,给项目的稳定运行和维护带来了挑战。

因此,研究风力发电机组故障诊断与预测技术,对于提高风力发电系统的可靠性和经济性具有重要意义。

2. 风力发电机组故障诊断技术2.1 传统诊断方法传统的风力发电机组故障诊断方法主要依靠人工巡检和实时监测,存在着人力成本高、诊断准确性低等问题。

因此,发展自动化、智能化的故障诊断技术势在必行。

2.2 基于机器学习的故障诊断技术机器学习技术近年来在故障诊断领域取得了巨大的发展。

通过收集大量的风力发电机组工作状态数据,利用机器学习算法可以建立故障分类模型,实现对故障的准确识别和分类。

2.3 基于振动信号的故障诊断技术风力发电机组在正常运行过程中会产生振动信号,在故障发生时振动信号会发生变化。

因此,通过分析风力发电机组振动信号的特征参数,可以实现对故障的早期诊断和预测。

3. 风力发电机组故障预测技术3.1 基于时间序列的故障预测技术时间序列是描述随机现象在时间上的变化规律的一种数学模型。

通过对风力发电机组历史运行数据进行时间序列分析,可以预测未来可能发生的故障情况。

3.2 基于神经网络的故障预测技术神经网络是一种模拟人脑信息处理机制的数学模型,对于非线性的模式识别和预测问题具有良好的效果。

通过构建适应风力发电机组故障预测的神经网络模型,可以实现对故障的准确预测。

3.3 基于数据挖掘的故障预测技术数据挖掘技术可以通过对风力发电机组历史数据的挖掘和分析,寻找隐藏在数据中的规律和关联性。

通过数据挖掘技术可以建立故障预测模型,实现对未来可能发生的故障进行预测。

4. 风力发电机组故障诊断与预测技术的应用案例研究4.1 案例一:XX风场风力发电机组故障诊断与预测利用机器学习算法和风力发电机组振动信号特征参数分析,对XX风场的风力发电机组进行故障诊断与预测,提出了针对性的维护方案,取得了良好的效果。

风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展

风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展

风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,其地位日益凸显。

风力发电机(Wind Turbine,WT)作为风力发电系统的核心设备,其运行状态和性能直接影响到整个风电场的发电效率和经济效益。

因此,对风力发电机进行状态监测和故障诊断技术的研究,对于保障风电系统的安全稳定运行、提高发电效率、延长设备寿命具有重要的理论和实践价值。

本文旨在全面综述风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究现状与发展趋势。

文章首先介绍了风力发电机的基本结构和工作原理,分析了风力发电机运行过程中可能出现的故障类型及其成因。

然后,重点阐述了当前风力发电机状态监测和故障诊断的主要技术方法,包括基于振动分析的故障诊断、基于声学信号的故障诊断、基于电气参数的故障诊断等。

对近年来新兴的和大数据技术在风力发电机故障诊断中的应用进行了详细介绍。

本文还总结了风力发电机状态监测和故障诊断技术的发展趋势和挑战,包括技术方法的创新、多源信息融合技术的应用、智能化和自动化水平的提升等。

文章展望了未来风力发电机状态监测和故障诊断技术的发展方向,以期为我国风电行业的健康发展提供理论支持和技术指导。

二、风力发电机的基本原理与结构风力发电机是一种将风能转化为机械能,再进一步转化为电能的装置。

其基本原理基于贝茨定律,即风能转换效率的理论最大值约为16/27,约为3%。

风力发电机主要由风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

风轮是风力发电机的主要部件,一般由2-3个叶片组成。

风轮受风力作用而旋转,将风能转化为机械能。

风轮的转速随风速的变化而变化,为了保证发电机能够在风速变化的情况下稳定工作,需要通过增速机构提高风轮的转速。

发电机则将风轮旋转的机械能转化为电能。

发电机的类型有很多,如永磁发电机、电励磁发电机等,其选择取决于风力发电机的具体设计需求和运行环境。

风力发电机故障诊断系统的研究

风力发电机故障诊断系统的研究

风力发电机故障诊断系统的研究一、内容综述随着全球能源危机的日益严重,风能作为一种清洁、可再生的能源,越来越受到各国政府和科研机构的重视。

风力发电机作为风能发电的关键设备,其稳定性和可靠性对于整个风电系统的运行至关重要。

然而风力发电机在长期运行过程中,由于各种原因(如机械故障、电气故障等),可能会出现故障,影响风力发电机的正常工作。

因此研究风力发电机故障诊断系统具有重要的理论和实际意义。

目前国内外学者已经对风力发电机故障诊断系统的研究进行了一定的探讨。

主要研究方向包括:基于传感器数据的故障诊断方法、基于模型的故障诊断方法、基于知识的故障诊断方法以及混合型故障诊断方法等。

这些方法在不同的方面都取得了一定的研究成果,为风力发电机的故障诊断提供了有力的理论支持和技术手段。

基于传感器数据的故障诊断方法主要通过采集风力发电机的各种传感器数据(如转速、电流、电压等),利用统计分析、信号处理、模式识别等技术对故障进行检测和识别。

这种方法具有实时性好、抗干扰能力强等优点,但对于非线性、时变特性较强的故障信号处理效果有限。

基于模型的故障诊断方法主要是通过对风力发电机的结构和工作原理进行建模,利用建立的数学模型对故障进行预测和诊断。

这种方法具有较高的准确性,但需要对风力发电机的结构和工作原理有深入的了解,且模型建立过程较为复杂。

基于知识的故障诊断方法是将领域专家的知识融入到故障诊断系统中,利用知识库、推理引擎等技术实现对故障的自动识别。

这种方法具有较强的实用性,但对于非结构化、模糊性较强的故障信息处理效果有限。

风力发电机故障诊断系统的研究是一个涉及多个学科领域的综合性课题。

随着相关技术的不断发展和完善,相信未来风力发电机故障诊断系统将在提高风力发电效率、降低运行成本等方面发挥更大的作用。

A. 风力发电机故障诊断系统的背景和意义随着全球能源需求的不断增长,风能作为一种清洁、可再生的能源越来越受到各国政府和企业的重视。

风力发电机作为风能发电的关键设备,其可靠性和稳定性对于整个风电系统的运行至关重要。

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述摘要:风力发电是实现将可再生性风能资源有效转化成电力资源,为社会提供更加优质和充足的电能,推动整个社会快速向前发展。

在风力发电过程中需要使用到大量的风力发电机组,由于风力发电机组的系统构成相对比较复杂,在工作过程中转子叶片的转速会随着外部风速的变化而做出相应的调整。

在一些强阵风的作用条件下,风电机组的叶片受到外力作用,在运转过程中的平衡性会受到一定的影响,进而造成叶片会受到相对比较复杂的冲击荷载作用,直接影响到整个机组部件的运行安全性和稳定性。

从整个风力发电机组的工作环境条件上进行分析,风力发电机组在长时间工作过程中,不可避免会产生一些比较严重的故障情况,但是由于各种原因的存在会造成人工检修存在一定的困难,因此必须要对风力发电机组故障问题进行正确诊断,同时提出相应的预测技术来加以解决。

关键词:风力发电;机组;故障诊断;预测技术随着环境污染问题的日益突出,同时为了克服能源危机,风能作为一种绿色可再生能源越来越受到世界各国的重视,风力发电机组作为将风能转化为电能的关键装备得到了迅猛的发展。

风电机组通常坐落于偏僻的、交通不便的、环境恶劣的远郊地区以及沿海或近海区域,且机舱一般安装在离地面几十米甚至上百米的高空,因此风电机组日常运行状态检测困难,维护成本昂贵。

一、风力发电与风力发电机组发展现状近年来,各国对新能源产业的呼声越来越大,并着力发展太阳能、风能等。

截止到2021年,全球资源中风能约为2.74×109MW,其中约为73%为可利用风能,其利用率相比水能具有超过十倍的优越性。

随着我国科学技术水平的持续提升,风力发电设备装机容量持续加大,在技术水平的进一步提升下,风能开发成本将进一步压缩,并且将实现大规模普及。

据资料显示,我国近年风力发电设备装机容量持续扩大,已经超过19.66GW,并且仍在持续上涨中,我国风力发电事业正处于高速发展阶段。

二、风力发电机组故障诊断1、依据振动信号诊断。

风力发电机组故障诊断与预测技术探究

风力发电机组故障诊断与预测技术探究

风力发电机组故障诊断与预测技术探究摘要:现阶段,为满足“双碳”战略发展目标,风力发电逐渐成为主流供电方式,为保证风电机组的稳定运行,亟需制定一套高效、精准度机组运行故障、预测方法。

本文结合当前风力发电及发电机组的发展现状,简要分析了风电机组运行过程中的常见故障,并深入探讨了风电机组的故障诊断及预测技术,以期能够进一步提高风力机组运行的稳定性,促进风力发电行业的健康发展。

关键词:风力发电机组;故障诊断;预测技术引言风力发电机的运行环境恶劣,组件检修步骤繁琐,只有做好对风力发电机的状态检测与故障诊断工作,才可以提升发电机组的运行稳定性,减少故障问题。

工作人员必须掌握齿轮箱、叶片、发电机、其他部位状态监测与故障诊断技术要点,做好数据分析等多项工作,以此降低风力发电机的故障可能性,使风力发电工作正常进行。

1风力发电机组常见运行故障1.1叶片故障风力发电机组中叶片是其主要构件之一。

机组在工作过程中叶片将承受十分巨大的压力,由于机组全天候运作,因此叶片承受的压力会伴随在机组运行全程,是最容易出现故障的构件之一。

比如,叶片运行时会和蒸汽和空气接触,在压力的影响下会加快叶片腐蚀,从而出现陀螺的问题。

当叶片运作时间过长时,内部配件容易出现松动的问题,从而导致叶片连接不稳定,引发故障。

如果叶片受外力影响产生裂纹及形变,将释放出高频瞬态的声发射信号,此信号是叶片损伤评估的主要途径之一[3]。

当叶片出现故障后,将导致叶片的转子受力失衡,此种受力会通过主轴传送到机组内部,从而导致机舱出现震动,轻者导致局部故障,重者导致机组基础失衡。

1.2齿轮箱故障风力发电机组中齿轮箱的作用是连接机组主轴和发电机,可让主轴转速更快,一方面满足机组运行需求,另一方面提升经济效益。

齿轮箱中包含行星齿轮和两级平行齿轮两部分,由于齿轮箱工况恶劣,且运行中受力情况复杂,当机组处于运行状态时很容易对齿轮箱施加冲击力与交变应力,促使齿轮箱出现磨损、滑动等问题。

基于人工智能的风力发电机组故障诊断与预测研究

基于人工智能的风力发电机组故障诊断与预测研究

基于人工智能的风力发电机组故障诊断与预测研究1.引言风力发电作为可再生能源的重要组成部分,具有潜在的巨大能源产出能力,但是常常受到机组故障的限制。

故障诊断与预测是确保风力发电机组运行的关键,人工智能技术的快速发展为解决这一问题提供了新的途径。

本文将对基于人工智能的风力发电机组故障诊断与预测的研究进行探讨。

2.风力发电机组故障现状风力发电机组故障的出现严重影响着发电系统的运行效率和可靠性。

目前,常见的故障类型包括机械故障、电气故障和软件故障等。

这些故障的出现往往导致机组停机、损失产能以及维修成本的增加。

因此,有效地进行故障诊断和预测对于提高风力发电机组运行效率具有重要意义。

3.基于人工智能的故障诊断与预测方法人工智能技术包括机器学习、深度学习和模式识别等方法,已被应用于风力发电机组故障诊断与预测中。

这些方法可以通过对大量的历史数据进行分析,识别潜在的故障模式,并预测未来可能出现的故障。

其中,机器学习方法主要包括支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和神经网络(NN)等算法。

深度学习方法则通过构建深层神经网络模型,可以自动提取特征并进行故障分类和预测。

模式识别方法则通过对故障特征的提取和匹配,实现故障的准确诊断与预测。

4.故障诊断与预测的关键技术在基于人工智能的风力发电机组故障诊断与预测中,关键技术包括数据采集和处理、特征提取与选择、模型构建和训练以及结果评估等。

数据采集和处理环节需要选择合适的传感器对风力发电机组进行监测,并将采集到的数据进行去噪和归一化处理。

特征提取与选择环节需要提取有效的故障特征,并通过特征选择算法选取关键特征。

模型构建和训练环节需要选择合适的算法和模型,并进行参数调优和训练。

结果评估环节可以使用准确率、召回率和F1值等指标评估模型的性能。

5.案例分析以某风力发电场为例,利用基于人工智能的风力发电机组故障诊断与预测方法进行分析和预测。

首先,收集风力发电机组的实时数据,包括温度、振动、电流等多个参数。

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述随着风力发电技术的快速发展,风电机组的使用越来越广泛。

由于风力发电机组在恶劣的气候条件下工作,且受到风力变化的影响,机组故障的发生率较高。

风电机组故障诊断成为了一个重要的研究方向。

本文将对风电机组故障诊断的研究现状进行综述。

风电机组故障诊断的首要任务是准确判断故障类型。

常见的故障类型包括机械故障、电气故障和控制系统故障等。

机械故障是指机械部件的损坏或失效,例如轴承故障、齿轮故障等;电气故障是指电气设备的损坏或失效,例如发电机绕组短路、变频器失效等;控制系统故障是指控制系统的错误操作或故障,例如传感器信号失效、控制逻辑错误等。

针对风电机组故障诊断的研究,主要可以分为模型基于方法和数据驱动方法两大类。

模型基于方法是根据机组工作原理和机械特性建立故障诊断模型,通过模型的输出与实际数据进行比较,判断机组是否发生故障。

常见的模型基于方法包括基于物理模型的故障诊断和基于统计模型的故障诊断。

基于物理模型的故障诊断是通过建立机组的物理模型,利用物理模型的输出与实际数据进行比较,判断故障类型和位置。

基于统计模型的故障诊断是根据机组历史数据建立统计模型,通过对新数据的统计分析,判断机组是否发生故障。

在风电机组故障诊断研究中,还有一些其他的重要问题需要考虑。

首先是特征提取问题,即如何从机组的传感器数据中提取出与故障相关的特征。

特征提取的好坏直接影响到故障诊断的准确度。

其次是多故障诊断问题,即如何判断机组是否同时发生多个故障。

由于多个故障可能互相影响,故障诊断的难度会增加。

最后是实时性问题,即如何在机组发生故障时,快速准确地进行故障诊断,并采取相应的措施。

实时性是风电机组故障诊断的一个重要考虑因素。

风电机组故障诊断是一个重要的研究领域,模型基于方法和数据驱动方法是常用的故障诊断方法。

在故障诊断研究中,还需要考虑特征提取、多故障诊断和实时性等问题。

希望通过研究风电机组故障诊断,能够提高风电机组的可靠性和经济性。

风力发电机组故障诊断与预测技术研究

风力发电机组故障诊断与预测技术研究

风力发电机组故障诊断与预测技术研究第一章引言1.1 背景随着全球能源问题的日益严重,可再生能源逐渐受到全球关注。

风力发电作为一种清洁、可再生的能源,被广泛应用于世界各地。

然而,风力发电机组在长期运行中往往会遇到各种故障,导致发电效率降低,甚至停机维修。

因此,提高风力发电机组的故障诊断与预测技术,对于提高发电效率、降低维修成本具有重要意义。

1.2 目的本文旨在研究风力发电机组的故障诊断与预测技术,探讨其在提高发电效率和减少停机维修中的应用。

第二章风力发电机组故障诊断技术2.1 传统故障诊断方法传统的风力发电机组故障诊断方法主要依靠运维人员的经验和观察。

这种方法往往需要长时间的观察和数据记录,且结果不够准确和及时。

2.2 数据驱动故障诊断方法数据驱动故障诊断方法通过收集和分析大量的运行数据,建立故障模型,从而实现对风力发电机组故障的自动诊断。

其中,机器学习和数据挖掘技术被广泛应用于故障诊断中。

2.3 物联网技术在故障诊断中的应用物联网技术可以实现风力发电机组各部件之间的数据共享和信息传递,为故障诊断提供更多的数据源和参考依据。

第三章风力发电机组故障预测技术3.1 故障预测概述故障预测是指在故障发生之前,通过对已有数据的分析和模型的建立,预测出可能发生的故障,并采取相应措施避免故障的发生。

3.2 故障预测方法故障预测方法主要分为基于模型的方法和基于数据的方法。

基于模型的方法利用传统的物理模型,结合机器学习算法进行故障预测。

基于数据的方法则通过分析历史数据,发现故障特征,并构建相应的预测模型。

3.3 数据采集与处理故障预测需要大量的实时数据,因此,数据采集与处理是故障预测的关键一环。

通过传感器采集风力发电机组各部件的运行数据,并进行数据清洗和处理,以提高预测的准确性。

第四章风力发电机组故障诊断与预测系统研究4.1 系统框架设计基于前文的研究,本章设计了一套完整的风力发电机组故障诊断与预测系统。

该系统包括数据采集子系统、数据处理子系统、故障诊断子系统和故障预测子系统。

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述风电机组是利用风能转化为电能的设备,是风能利用的重要途径之一。

随着风能产业的快速发展,风电机组的数量和规模不断增加,但同时也面临着各种故障和问题。

对于风电机组故障的及时诊断和维护,对于保障风电机组的正常运行和延长其使用寿命至关重要。

本文将对风电机组故障诊断的相关技术和方法进行综述,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

一、风电机组的故障类型风电机组的故障类型繁多,主要包括机械故障、电气故障和控制系统故障等。

机械故障包括叶片损坏、齿轮箱故障、轴承故障等;电气故障则涵盖发电机故障、变频器故障、电缆故障等;控制系统故障主要包括风向系统故障、偏航系统故障等。

风电机组的故障类型多样,需要综合运用各种诊断技术和方法进行准确诊断和分析。

二、风电机组故障诊断技术1. 传感器技术传感器技术是风电机组故障诊断的重要手段之一,主要包括振动传感器、温度传感器、位移传感器等。

通过传感器采集风电机组运行过程中的振动、温度、位移等数据,可以及时发现机械故障的迹象,为故障诊断提供依据。

2. 声学诊断技术声学诊断技术是利用声波信号对风电机组进行故障诊断的一种方法。

利用声学传感器采集风电机组在运行过程中产生的声音信号,通过分析声音信号的频谱特征和频率分布,可以判断风电机组的运行状态和可能存在的故障。

3. 数据分析技术数据分析技术是利用大数据分析和处理方法对风电机组的运行数据进行分析,从而实现对风电机组故障的诊断和预测。

通过收集和分析风电机组的历史运行数据,可以建立预测模型和故障诊断模型,为风电机组的健康状态提供准确的评估和预测。

4. 图像诊断技术图像诊断技术是利用摄像头或红外线相机对风电机组进行图像采集,并通过图像处理和分析技术对图像进行诊断和分析。

利用图像诊断技术可以实时监测风电机组的运行状态,及时发现可能存在的故障。

5. 智能诊断技术智能诊断技术是指利用人工智能和机器学习技术对风电机组进行故障诊断和预测的一种方法。

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述摘要;风力发电技术可以给社会提供清洁能源,有着一定的环保价值,符合目前可持续发展的战略需求,近年来我国风力发电发展速度比较快,为了保证其稳定运行,要求做好风力发电机组故障诊断以及预测工作,在本文的论述中则从存在的故障角度出发,探讨如何做好预测管理工作。

关键词;风力发电;故障诊断;运行维护引言大力开发和利用风能是实现碳达峰、碳中和任务的重要手段。

当前,风电机组组装规模日益扩大,风电机组故障集中分布于变桨、主轴、齿轮箱、发电机、变频器、液压刹车系统。

一些传动链故障停机时间和备件采购周期长,需要采用大型机械设备如吊车等进行相应的维修,这样不但增加了风电机组的运行维护费用,而且影响了风电机组的发电量,从而降低了风电机组的经济性能。

为降低运维成本,提高运维效率,风电场运维人员开始采用预防性维修策略,通过故障预警,在风机设备发生故障或故障尚未造成损坏之前开展维修和检查。

1、风力发电机组的运行故障1.1、发电机叶片故障当叶片受到雷击时,会释放巨大的能量,进而使叶片的温度急剧上升,叶片由于受到高温影响迅速膨胀、压力大幅上升从而出现爆裂现象。

相关研究人员对叶片内水汽的热膨胀进行了测试,发现水蒸气在电阻加热情况下气体就会迅速上升,由于叶片内部不同材质、不同结构的水蒸气分布差异较大,因此很容易在遭受雷电后出现急剧膨胀的现象,从而造成叶片损害,如边缘开裂、黏结处开裂、纵向裂纹等,严重时叶片部分甚至会全部损坏。

对于一些比较特殊的环境,压力波也会沿着雷击袭击的叶片进行传播,通过风机轮毂逐步传到另一个叶片上,因此导致多个叶片发生问题。

1.2、异常振动在风力发电机组运行过程中,经常会遇到异常振动问题,产生这一问题的原因较多,例如,发电机设计存在缺陷,或者在生产制造发电机的过程中影响发电机的质量等,这些问题都会导致风力发电机在实际运行过程中发生异常振动。

另外,在对风力发电机进行运行维护过程中,相关人员受自身技术水平与工作态度等方面因素的影响,造成维护操作不规范,不仅起不到维护效果,反而会对风力发电机的质量造成损害,进而导致其出现异常振动。

风力发电机组电气系统故障检测与诊断技术研究

风力发电机组电气系统故障检测与诊断技术研究

风力发电机组电气系统故障检测与诊断技术研究近年来,风力发电作为清洁能源的重要组成部分,受到了越来越多的重视。

风力发电机组作为风力发电系统的核心组件之一,其电气系统的正常运行对整个系统的稳定性和效率至关重要。

然而,在实际运行中,风力发电机组的电气系统也可能会出现各种故障,给发电系统的运行带来不利影响。

因此,对风力发电机组电气系统故障的及时检测与诊断显得尤为重要。

一、故障检测技术风力发电机组电气系统故障的检测技术主要包括以下几种方式:1. 传感器监测:通过设置各种传感器,实时监测电气系统的各项参数,如电流、电压等,当参数超出设定范围时,及时报警。

这种方式可以快速发现异常情况,但传感器本身也可能存在误差。

2. 数据分析:利用大数据分析技术,对电气系统的历史数据进行分析,通过建立模型,预测未来可能出现的故障,并提前采取措施。

这种方式需要充分的历史数据支持,具有一定的准确性。

3. 故障诊断系统:建立完善的故障诊断系统,通过人工智能算法,对电气系统进行实时监测和判断,一旦发现故障,可自动进行诊断和修复。

这种方式需要依托先进的技术手段,能够实现快速准确的故障诊断。

二、故障诊断技术在发现故障之后,对风力发电机组电气系统的故障进行准确的诊断也是至关重要的。

以下是一些常用的故障诊断技术:1. 线路检查:通过对电气系统的线路进行全面检查,查找可能出现的短路、接触不良等问题,一一排除故障点。

2. 绝缘检测:对电气系统的绝缘情况进行检测,确保绝缘良好,避免漏电等问题引发故障。

3. 故障模拟:通过仿真软件,对可能导致故障的因素进行模拟,找出潜在的故障原因,为后续的修复提供参考。

三、技术研究与展望随着科技的不断进步,风力发电机组电气系统故障检测与诊断技术也在不断更新。

未来,可以考虑以下方向进行技术研究:1. 人工智能技术在故障诊断中的应用:结合深度学习、模式识别等技术,实现对电气系统故障的自动诊断,提高诊断准确性和效率。

2. 大数据分析技术的深度挖掘:通过对风力发电机组电气系统历史数据的深度挖掘,构建更为精准的模型,为故障预测和诊断提供更为可靠的依据。

风电设备故障诊断与预测技术研究

风电设备故障诊断与预测技术研究

风电设备故障诊断与预测技术研究现如今,风电是一种非常重要的可再生能源形式之一,其发电量不断上升,越来越多的人开始拥抱这种类型的能源。

不可否认,风电设备的故障问题依旧存在并且不忽视。

尤其是在设备大型化、复杂化的背景下,如何有效的预测和诊断风电设备故障已经成为了风电行业里急需解决的技术问题。

本文将从几个方面来对风电设备故障诊断与预测技术进行探讨。

一、背景与现状风电设备的故障诊断与预测技术一直是风电行业关注的热点话题。

依据相关数据显示,近年来风电机组不合格率呈上升趋势。

故障分类中,机械故障是较为普遍的一种,包括各种轴承、齿轮、机油、变速箱等的故障。

因此,对风电设备的机械结构进行长期在线监测,是预防故障的重要保障,也是提高设备可靠性和减少故障损失的有效手段。

二、故障诊断风电设备故障诊断的过程就是通过对设备的故障现象进行分析,来确定故障原因和范围,进而采取相应的维护和处理措施,以便尽快恢复设备的良好运行状态。

故障诊断的方法主要有两种,一种是基于根本性原理和结构设计来进行故障分析,该方法必须依据完整的设备数据来分析。

另一种是基于机器学习技术,也即利用数据分析和模型建立来进行故障分析。

三、故障预测故障预测依据的原理是:在设备发生故障之前,可以通过监测和判断来预测出故障的发生时间或周期,从而采取提前维护措施,以避免设备故障损失。

故障预测技术现在已经逐渐成为风电设备在线监测的必备手段之一。

其主要作用分为三个方面:1、保障设备的连续运行,减少故障对设备长时间不运行的影响2、提高设备的可靠性,减少维护的次数和费用。

3、缩短设备故障处理的时间,保证设备正常的使用和发电功率的恢复。

故障预测技术的优缺点优点:1、预测技术可以有效提高风电设备的可靠性,利用计算机技术实现对设备的实时监测和处理,发现故障并及时采取措施,可以将设备的故障降到最低。

2、预测技术可以减少设备维护的成本。

风电设备周围一般都布满了检测系统,可以随时了解设备的运行情况,对于发现异常的进度可以先行判断,并对设备进行处理,将故障降到最低,从而减少了设备的维修成本。

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述

风电机组故障诊断综述风电机组作为新型清洁能源装置,在能源领域取得了很大的发展,但由于气动、机械和电气系统的复杂性,风电机组在长期运行中也无法避免出现各种故障。

如何在第一时间诊断和排除这些故障,保证风电机组的稳定运行,成为风电产业需要解决的问题之一。

一、风电机组故障的分类及原因风电机组的故障大致可分为三类:机械故障、气动故障和电气故障。

机械故障通常是机械部件的损坏或失灵,例如风机叶片的开裂、断裂或腐蚀、轴承的损坏或掉落、齿轮箱的故障等。

气动故障通常是由于气流不稳定或过于强劲,例如风机叶片疲劳破坏、叶片的扭曲、塔架的振动等。

电气故障由于风电机组在长期运行过程中,电气设备也会出现损坏,如电机的绝缘老化、开关电源故障等。

风电机组故障的原因各有不同,但主要归纳为以下几类:一是设备自身原因,包括材料疲劳、失效、缺陷等;二是设计原因,如未能考虑到复杂气动环境及强烈的机械负荷;三是施工质量原因,包括工艺不当、材料质量不达标、构件连接不到位等;四是维护保养原因,如保养不当、定期检查不到位等。

风电机组故障诊断分为两种方法:经验法和机器学习法。

经验法主要是基于操作人员和专家的经验、判断和判断,如故障现象、声音、振动、颜色等,结合机组运行日志来判断故障原因和损坏程度。

虽然经验法具有低成本、便捷和实用等优点,但受人为主观因素干扰很大,可靠性不高。

机器学习法是一种较为先进的故障诊断方法,它将故障诊断过程自动化,通过对机器学习算法的训练,能较准确地判断和预测机组的故障情况。

机器学习方法主要包括支持向量机、神经网络、贝叶斯网以及集成学习等。

支持向量机是一种基于统计学习理论的方法,能够将数据分为两个或多个类别,通过对信号处理、神经网络以及文字识别等领域进行应用,取得了不错的效果。

神经网络是模仿生物神经系统而设计的系统,依靠网络的自学习和自适应性能够对数据进行处理和学习,适用于对于大数据量、模式复杂的任务进行处理并分析。

贝叶斯网是一种用来进行概率推理的网络模型,能够快速准确地进行故障诊断。

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述 耿奥光

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述    耿奥光

风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述耿奥光摘要:伴随着我们国家的经济的不断发展,我们的国家的各项新能源不断地出现,其中风能在我们国家的一些地区应用的较广,那么风能发电机在工作的过程当中会可能由于外部原因等因素会在工作的过程当中出现一些错误、故障等,那么这个时候就需要风能发电机组做出相应的故障诊断,还应该做好此故障在未来的工作的开展的过程当中对其进行相应的预测。

关键词:风力发电机组故障诊断预测一、风力发电机组应用的原因近年来,虽然我们的国家的经济有了很大的发展,我们国家的综合国力也有了很大的提升,但是我们国家的很多的地区在发展经济的时候都是以牺牲环境为代价进而促进经济的提升,因此,我们国家的很多地区都处于严重污染的程度,带来越来越多的负面影响,因此我们的国家十分重视环保工作的开展,我们国家也一直致力于在各种各样的生产活动当中使用环保的生产方式,而风能就是其中很重要的一个例子。

除此之外,我们的国家的各种能源的储藏量都特别少,而且大多数都是不可再生能源,那么我们国家就越来越致力于清洁可再生能源的研究与发展,那么风能发电就是具有代表性的典型的例子,风电机组的安装主要是在偏远地区,风能丰富的一些地区,或者是沿海地区,风能比较丰富的地区,而且风能在工作的过程当中,主要是利用风电机组来完成相应的工作。

那么风电机组的装置主要是安装在高空,距离地面较远,由此可想而知,风电机组在工作的过程当中,对其进行相应的维修也是很有必要的,而且工作难度较大,因此在其方面支付的费用也较多。

二、风电机组故障诊断的研究2.1叶片故障风力机电在完成相应的工作的过程当中,其各种部件在工作过程当中都有着至关重要的作用,那么其中一项是叶片的工作原理,风电机组在工作的过程当中,叶片处于一直运作的过程当中,而且风电机组在工作的过程当中,叶片是整个风电机组的源头,叶片完成相应的工作,然后将风能或者电力传送给其他的齿轮等,进而风力发电机来完成相应的工作。

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风力发电机组故障诊断与预测技术研究综述
发表时间:2018-06-25T16:23:49.517Z 来源:《电力设备》2018年第8期作者:孟永辉[导读] 摘要:现如今,随着我国科技的不断发展进步,随着风力发电机组装机容量的快速发展,累计运行时间的持续增长,风电机组的维护问题日益突出,迫切需要研发有效的风电机组故障诊断与预测系统。

(东方电气(天津)风电科技有限公司天津 300462)摘要:现如今,随着我国科技的不断发展进步,随着风力发电机组装机容量的快速发展,累计运行时间的持续增长,风电机组的维护问题日益突出,迫切需要研发有效的风电机组故障诊断与预测系统。

从故障诊断和故障预测两个方面,归纳风力发电机组的主要故障特点;针对故障诊断难点问题,分析和总结基于振动、电气信号分析和模式识别算法的故障诊断方法的研究现状,指出各种方法的技术特
点、局限性和今后的发展趋势;针对风电机组中机械结构和电子系统性能退化的各自特点,归纳当前的研究进展,提出物理失效模型和数据驱动模型融合的故障预测方法;最后,归纳了利用风力发电机组数据采集与监控系统(SCADA)数据进行故障诊断与预测的最新进展及需要进一步研究的问题。

关键词:风力发电机组;故障诊断;故障预测引言随着环境污染问题的日益突出,同时为了克服能源危机,风能作为一种绿色可再生能源越来越受到世界各国的重视,风力发电机组(简称风电机组)作为将风能转化为电能的关键装备得到了迅猛的发展。

风电机组通常坐落于偏僻的、交通不便的、环境恶劣的远郊地区以及沿海或近海区域,且机舱一般安装在离地面几十米甚至上百米的高空,因此风电机组日常运行状态检测困难,维护成本昂贵。

有统计资料表明,陆上和海上风电机组的维护费用占到各自风场收入的10%~15%和20%~35%左右,因此风电机组在恶劣环境下的运行可靠性问题特别受到关注。

1风电机组的故障 1.1齿轮箱齿轮箱是连接风电机组主轴和发电机的传动部件,其功能是将主轴上较低的转速提高到相对较高的转速,以满足发电机工作所需的转速要求。

齿轮箱一般由一级行星齿轮和两级平行齿轮传动构成,其工作条件恶劣、工况复杂、传递功率大。

齿轮箱中的行星齿轮、高速轴侧轴承、中间轴轴承、行星齿轮传动侧轴承以及其润滑系统较容易发生故障。

风电机组运行过程中,受交变应力、冲击载荷等作用的影响,齿轮容易发生齿面磨损、齿面擦伤、点蚀、断齿等故障;轴承容易发生磨损、滚道滑伤、滚子打滑、外圈跑圈等故障。

虽然齿轮箱不是风电机组中发生故障最频繁的部件,但是由齿轮箱故障引起的停机维修时间却是最长的,而且维修费用很高。

因此齿轮箱的故障诊断与预测得到了广泛的关注。

通过对齿轮箱的振动信号分析,利用小波神经网络的方法成功地诊断了齿轮箱故障;另外基于轴承温度、润滑油温度和油液磨粒等信息的分析方法也相继被提出用于齿轮箱故障的检测。

1.2电机(发电机或电动机)双馈发电机和永磁同步发电机在目前的风力发电机组技术中广泛被使用。

其中双馈式风力发电机组的转速较高,其额定转速为1800r/min,因此机组中需要齿轮箱用于增速,这样使得机组重量较重,另外发电机的高速运转存在着一定的噪声污染;电机为异步发电机,变流器连接转子,变流器功率可以双向流动,通过转子交流励磁调节实现变速恒频运行,机组的运行范围很宽,在额定转速60%~110%的范围内都可以获得良好的功率输出。

直驱式风力发电机组由风轮直接耦合电机转子工作,电机转速较低,一般为每分钟几十转。

直驱式风力发电机组一般采用永磁同步电机,电机启动转矩较大,定子绕组经全功率变流器接入电网,机组运行范围较宽,但发电机结构复杂、直径较大、成本较高。

除了发电机以外,电动机也广泛地应用于风电机组的偏航、变桨等系统中。

电机的故障通常分为电气故障和机械故障。

电气方面故障有绕组短路、断路、过热、三相不平衡等。

机械故障有轴承过热、损坏,定、转子间的气隙异常,转轴磨损变形等。

通过对振动、电流、温度等信号的分析,可实现对电机故障的检测。

2风力发电机组的故障诊断技术
2.1基于振动信号的故障诊断方法基于振动信号的分析是目前技术最为成熟、讨论最为广泛的一种故障诊断方法,已经成功地被应用于风力发电机组中齿轮箱、轴承、叶片等关键部件的健康监测和故障诊断。

近年来,较多科研人员利用振动信号对风电机组的故障诊断进行了研究。

2.2基于电气信号的故障诊断方法目前,国内学者对基于电气信号的风电机组故障诊断方法的研究涉及较少。

国外学者已经在这方面做了大量的探索研究,特别是针对电动机的故障诊断。

相对于振动信号,电气信号(如电流信号)中所包含的与故障相关的信号往往是比较微弱的,并通常被电机固有的电气信号和随机噪声掩盖,信噪比较低,提取故障特征比较困难。

因此,有必要利用先进的信号分析方法从电气信号中提取出与故障相关的特征,并结合电机模型和转子动力学模型等分析,探讨实现风电机组的故障诊断。

2.3基于模式识别方法的故障诊断方法该类故障诊断方法的研究思路为分析风电机组的一类或多类信号,在时域、频域、时频域上构建一组高维的统计特征,用机器学习的方法进行特征的融合、降维、分类和可视化分析,进而实现对装备的故障诊断。

3风力发电机组的故障预测技术风力发电机组,无论设计得多么可靠,制造得多么精良,随着运行时间的增加,其性能必然发生衰退。

对比故障诊断,关于风电机组性能的退化与故障预测方面的研究工作历时较短,文献也相对较少,但是随着对生产安全和经济效益的重视,确保装备持续稳定地工作,避免突发停产事故带来的巨大经济损失和人员伤亡,故障预测已经引起了人们的高度关注。

有统计资料表明,大部分机电装备的故障具有较强的时间依赖性和较好的趋势性指标,因而采取科学有效的故障预测方法往往能够揭示装备性能的退化过程,实现对装备的故障预测。

就风电机组而言,大部分风电机组的失效通常不是突然发生的,而是经历了一个变化的、动态的、非线性的过程,即从早期故障的发生、发展、恶化直至失效的过程。

早期故障的诊断,支持了对风电机组整个寿命周期两阶段的划分,即正常工作阶段和性能衰退阶段,有力地支持了剩余寿命的预测工作。

结语
基于SCADA数据开展风电机组故障诊断与预测方法的研究有待进一步加强,如利用信号处理方法、时间序列模型、模式识别算法、神经网络算法等不同方法分析SCADA数据,结合风电机组结构、运行工况、工作环境等信息,进行与风电机组健康状态相关信息的分析挖掘工作。

虽然我国的风电机组装机容量位居世界前列,但是风电机组技术是落后于欧美等发达国家的,特别是在大容量的风电机组和海上风电机组上,我国还处于开发的初期阶段。

通过学习和借鉴国外风电机组设计和运行上的经验和教训,可帮助我国提高风电机组工作的可靠性。

进一步加强利用先进的信号处理方法有效提取风电机组早期微弱的故障特征,以及探讨分析风电机组中的电气信号(如发电机、变桨电机的电流信号)对风电机组关键部件进行故障诊断与预测的研究工作。

当前大多数风电机组的故障诊断是通过离线分析稳态情况下的信号实现的,考虑到风电机组动态的工作情况,有必要开发在线的且适应于风电机组动态工况下的健康监测系统。

参考文献:
[1]申新贺,叶杭冶,潘东浩,等.风力发电机组的台风适应性设计方法研究[J].中国工程科学,2014,16(3):70-75.[2]陈雪峰,李继猛,程航,等.风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展[J].机械工程学报,2011,47(9):45-52.。

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