风电机组状态参数检测
探讨风电机组状态检测技术
探讨风电机组状态检测技术摘要:容量小是风电机组运行过程中的主要特征，基于其容量小的特征，在风电机组检测时表现出一定的特异性，为有效评估其运行状态奠定了基础。
现阶段，风电机组多分布于人烟稀少的地区，该区域通讯不变，交通受阻，风电场管理运行存在较多问题，维修工作面临着很大挑战。
基于此，本文对风电机组状态检测技术进行了分析，并阐述了风电机组状态检测的发展趋势，为准确掌握风电机组运行状态、提高风电机组管理水平提供了参考。
关键词：风电机组；运行过程；状态检测；1风电机组状态检测技术现状1.1振动状态检测流程风电机组运行过程中荷载水平不断变化，随着荷载大小的不同，齿轮箱振动能量有所改变，尤其是风电机组转速变化时，齿轮箱内的不同零部件的转动频率有所差异，轴承故障特征频率值也会有所变化。
基于此，需在明确风电机组基本结构组成的基础上了解不同构件的转速变化特征，同时熟练掌握其工作模式，便于准确采集齿轮箱内零部件、后端轴承的运动数据。
小波分析技术、频谱分析技术在振动状态检测中应用广泛，作为信号分析的技术方式，上述检测方案能够通过识别故障特征频率确定设备运行状况。
基于标准运行数据和对故障特征频率数据的识别与比对，可初步判断风电机组运行状态，对传动链故障精准判断，及早发现传动链轴承或齿轮故障。
大量实践案例证实，该方案应用效果佳，故障识别率高。
1.2油液状态检测流程我国常用的风电机组中，齿轮箱与齿轮间啮合应力水平高，运动状态下齿面间会形成油膜，油膜条件较差，齿轮间相对滑动。
为确保风力发电机组运行正常，需合理选用齿轮箱润滑油以提高其耐磨性能，改善其热氧化稳定性，提高风力发电机组的使用寿命，通过提高润滑性能降低摩擦系数，防止应力水平过高降低设备寿命。
风力发电机组需要润滑的部位包括液压刹车系统、轴承轴、齿轮箱、偏航系统等，实践中应用最广泛的油液检测技术包括在线检测和离线检测两种。
油液状态检测时，工作人员通过收集风电机组相关部位的润滑油、润滑脂，在实验室内利用光谱分析仪对其性能指标加以检测。
208.011风电场检测管理标准
208.011风电场检测管理标准一、设备检测1.1 设备安装检测在风电场建设初期，应对所有设备进行安装检测，确保设备安装正确、安全、可靠。
检测内容应包括风电机组、输电线路、变电设备等所有设备。
1.2 设备定期维护检测风电场运行过程中，应定期对设备进行维护检测，确保设备正常运行。
检测内容应包括机械部件的磨损、电气部件的绝缘等。
二、风电场运行状态检测2.1 风电机组运行状态检测在风电场运行过程中，应对风电机组的运行状态进行实时监测，包括风速、功率、转速等参数。
同时，应定期对风电机组进行振动检测和噪声检测，确保机组正常运行。
2.2 电网连接与电能质量检测风电场应定期对电网连接和电能质量进行检测，确保风电电能能够正常输送和使用。
检测内容应包括电压波动、频率波动等。
三、风电机组状态检测3.1 机械部件状态检测在风电机组运行过程中，应对机械部件的状态进行定期检测，包括齿轮箱、轴承等。
同时，应进行润滑油的化验和清洗，防止润滑油污染导致的机械故障。
3.2 电气部件状态检测风电机组的电气部件应定期进行检测，包括发电机、变频器等。
同时，应对电缆绝缘进行检测，防止电气故障的发生。
四、电网连接与电能质量检测4.1 电网连接检测风电场应定期对电网连接进行检查和维护，确保电网连接稳定可靠。
同时，应对电缆进行定期的耐压试验和绝缘电阻测试，防止电网故障的发生。
4.2 电能质量检测风电场应安装电能质量监测装置，对电能质量进行实时监测。
当出现电能质量问题时，应立即采取措施解决，确保电能质量符合要求。
五、环境与安全检测5.1 环境检测风电场应定期对周围环境进行检测，包括大气污染、噪声污染等。
当环境指标超过标准时，应采取相应措施解决。
5.2 安全检测风电场应安装安全监测装置，对设备运行安全进行实时监测。
当出现安全隐患时，应立即采取措施解决，确保风电场安全运行。
六、人员培训与资质管理6.1 人员培训风电场应定期对员工进行培训，提高员工的专业技能和管理水平。
风力发电监测系统技术参数
风力发电监测系统技术参数
1. 系统概述
- 系统用途: 实时监测风力发电机组运行状态和发电量
- 系统组成: 数据采集终端、通信网络、数据中心
2. 数据采集终端
- 测量参数: 风速、风向、功率输出、转速、机舱温度、振动等 - 数据传输: 通过有线或无线网络传输至数据中心
- 防护等级: IP65以上,适用于户外恶劣环境
3. 通信网络
- 传输介质: 光纤、无线射频、卫星通信等
- 网络拓扑: 星型、环形、总线型等
- 通信协议: Modbus、IEC 61400-25等标准协议
4. 数据中心
- 数据存储: 关系型数据库、NoSQL数据库
- 数据处理: 实时数据分析、故障诊断、发电量统计等
- 可视化: Web端、移动端等多种可视化界面
5. 系统集成
- 与能源管理系统、输电线路监控系统等系统集成
- 支持远程控制、报警和维护功能
- 满足国家电网、发电公司等相关监管要求
6. 安全与可靠性
- 数据加密传输,防止窃取和篡改
- 多级备份和容错机制,确保数据安全可靠
- 支持升级和扩展,满足未来发展需求
以上是风力发电监测系统的典型技术参数,具体参数根据项目需求和预算有所调整。
风电监测的方法详解
风电监测的方法详解为了分析和找寻可能的监测方法，需要细剖风力电机的物理现象交互过程：风力（风速、风压）->叶片（应变、振动、转动）->轴(转速、振动、噪音)->齿轮箱（振动、摩擦、发热、噪音）->发电机（振动、摩擦、发热）->电线（发热）。
那么即可以从振动信号（振动、转速）、油液信号（摩擦时交换物质被带入润滑油/液压油中）、应变信号、红外信号（温度）、噪音信号和效能信号（风速、转速、电能质量）六大类进行监测。
（1）油液监测。
油液监测是早期预警的重要手段。
齿轮间的啮合摩擦会使金属颗粒被带入油液当中，随着时间的推移就会出现磨损、裂痕等状况。
大多数的轴承与齿轮老化，都是因为使用润滑油不当而导致进一步损伤风机传动系统。
这类监控包含油粒子( Oilparticle) 计数与温度测量。
通过如粒子计数器等装置，即可了解润滑油的品质与可能的污染状态。
而工业级用油中的水污染物，扮演了极重要的角色。
水分过高可能导致元件过热、腐蚀，出现严重故障。
（2）振动监测。
油液监测是中期预警的重要手段。
通过振动监视可以了解旋转机械设备的状态，因此振动是风电机组监测最重要的方面之一。
风电机组都包括主轴承、齿轮箱与发电机，通过振动监测可以有效地了解这些设备的健康状态。
根据有效的频率范围，可以使用位置传感器(低频段)、速度传感器(中频段) ，或加速度传感器(高频段)。
振动传感器固定在待测部件之上，从而获取与瞬时本地运动相应的模拟信号。
针对这类测量，采集设备应具备高采样率、高动态范围与抗混叠等功能。
此外，还可以监测风机机舱与塔架的结构振动，从而了解结构弯曲，以及风力的气体动力效应。
通过监视这些振动信号，就可以在关键部件发生重大故障之前，先发现部件是否产生任何问题，比如齿轮或轴承的老化/破损。
而针对旋转机械，必须对传感器信号进行阶次分析以获取谐波信息。
谐波(Harmonics)可以用来判断部件性能，进行早期诊断。
基于运行数据的多维度风电机组运行状态辨识
基于运行数据的多维度风电机组运行状态辨识摘要：风电机组稳定运行是电力系统日常工作的一部分，针对当前大数据、信息技术的提高，以运行数据为基础开展多维度风电机组运行状态辨识，能够为相关工作提供有力依据。
下面文章就对运行数据下风电机组运维状态辨识展开探讨。
关键词：运行数据；风电机组；机组运行；状态辨识引言随着大量的风电机组投入运行，由于风切变、塔影效应、风湍流和尾流效应等，部分机组在运行期间发生了故障，很大程度上影响了风电场的经济效益。
因此，对风电机组进行实时的状态监测，及时准确的对异常风电机组进行维护变得更为重要。
1基于运行数据的多维度风电机组运行分析风力发电是目前最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的可再生能源发电方式之一，但风电特有的功率特性使其大规模集中接入,给电网调度运行带来显著影响,海量风电数据采集带来的数据质量问题也亟待解决。
一些风电资源丰富地区电网调度机构采集的风电量测数量已经超过常规能源,但风电量测数据质量不高。
有效的数据是进行风电预测和调控管理的前提,为风电调度决策和统计分析提供基础支撑。
无效数据不仅影响调度人员对风电运行状态的判断,而且影响电网分析应用的收敛性。
当前普遍通过选取样板机的方式来判断风电场的总体情况,但是选取的样板机数量占比小,难以反映风电场的实际情况,导致功率预测和分析计算结果的精度不高,且样板机并不固定,会定期根据需要进行调整,因此有必要保证所有风电机组数据的质量。
目前电网调度自动化系统具备常规的数据采集和处理功能,但是还缺乏有效的风电机组的实时数据质量检测方法。
最常用的检测手段:一是从数据通信的角度判别数据质量,如数据是否初始化、数据通道是否中断、数据是否长时间不刷新等,这种方法不能从物理意义上判别测量数据的有效性;二是通过状态估计软件对不良数据进行检测和辨识,但包含风电机组在内的电网模型维度极大,程序难以收敛且执行效率较低。
此外,调度主站人员与现场核对大规模风电集群每个风机数据的正确性也是一项艰巨的任务。
浅谈风力发电机组振动状态监测与故障诊断
浅谈风力发电机组振动状态监测与故障诊断摘要：随着科技的发展，风电机组单机容量变大，内部的结构越来越复杂，还会受到天气的不可控因素的影响，比如会受到下雨时，打雷闪电等，本文对风力发电机组振动状态监测与故障诊断进行分析，以供参考。
关键词：风力发电；机组振动；状态监测；故障诊断引言风能是自然界中常见的自然现象，特别是在经济不发达，风能资源丰富的山地地区。
考虑到风能对当前社会结构的重要性，它提高了风力发电机运行的可检测性，并允许在整个发电机组运行期间及时发现问题，使整个风力发电机运行更平稳和安全。
1概述近年来国内风电发展迅速，风电机组容量的提升能够有效提高风能利用率和施工效率以及降低后期运维成本。
在机组容量和体型逐渐增大的同时，风电机组的安全成为风电领域内研究的重点。
江苏某风电场安装了多台6.45MW机组，此类型机组是目前国内厂家生产新型大容量机组之一，此机组塔筒高度为110m，叶轮直径达到171m。
国外GE公司生产的12MW风机单支叶片更是长达107m。
机组容量增大的同时叶片也在不断增大。
风电机组叶片成本约占风电机组总成本的15%～20%，风电机组叶片在风电机组运行过程中受风力作用而产生较大的弹性形变，故通常选用质量较轻、强度较大、耐腐蚀、抗疲劳的材料来制作风电机组叶片。
此外，由于结冰或者风力和风向的突变导致叶片振动过大，从而超过设计载荷发生断裂或者扫塔的现象也时有发生，而振动检测是叶片故障识别的常用方法之一，所以研究大型风电机组的叶片振动情况，对于叶片安全检测和监测具有重要的意义，研究结果也可对风电机组的控制策略优化提供重要指导作用。
在风力发电机组中，齿轮箱也存在着异常问题，表面磨损，齿轮轻度裂纹，设备老化等问题，以下对论文展开叙述。
2风力发电机组安全系统2.1分析(1)安全有关停止功能在机组通过安全防护装置(如传感器)检测到风轮转速超过限值、扭缆超过限值、过度振动及控制系统失效等信号时,安全系统起动机组紧急制动进入停止状态。
第4章 风力发电机组状态监测与故障诊断《电气设备状态监测与故障诊断技术》中国电力出版社2016年出版)课件
（6）偏航装置 偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。被动偏航系统是指依
靠风力通过相关机构完成机组风轮对风作用的偏航方式；主动偏航指采用电 动机系统来完成对风作用的偏航方式，对于并网的大型风力发电机组来说， 通常采用主动偏航形式。
（7）发电机 风力发电系统有恒速、恒频发电系统和变速、恒频发电系统。恒速、恒频发 电系统主要采用同步发电机和笼型感应发电机；变速、恒频发电系统可以采 用发电机主要有:同步发电机、笼型感应发电机、绕线转子异步发电机、双 馈式发电机等。
（4）发电控制装置故障 风力发电机在发电过程中需要实时控制。由于工作环境的原因，电控装置也容易
发生故障，如变频器发生故障
4.5风力发电机组故障机理
风力发电机组的重要部位故障发生率统计为：电控系统故障13%、齿轮箱故障 12%、偏航系统故障8%、发电机故障5%、驱动系统故障5%、并网部分故障5%。下 面主要对风力发电机组的齿轮箱和变频器部分，发生的故障机理进行分析:
c.疲劳失效：叶片在旋转过程中，受到变化的离心力的作用，还有就是可能由 于安装等造成的不平衡，受到交变的载荷作用，这种交变载荷的频率和风机转速 相等。
（2）齿轮箱常见故障 风机的齿轮箱传动比比较大，一般为80一100，所以一般采用行星齿轮加上两 级平行齿轮传动。传递的功率达到MW级，在这样的重载情况下，齿轮箱的可靠性 受到很大的考验，故障的发生也不可避免。 a.齿面点蚀 齿面点蚀是闭式齿轮传动的主要失效方式。由于在变化的接触应力、齿面摩擦 力和润滑剂的综合作用下，齿轮表层下一定深度产生裂纹，裂纹逐渐发展导致齿 轮表面小片脱落，形成凹坑。
风力发电机的油位包括润滑油位、液压系统油位。在实际运行中， 监测风力发电机组的状态量是比较多的，但是对于风力发电，对风机转速 监测尤为重要。在风力发电机组中常采用光电数字测速的方法完成风机转 速监测任务。
风力发电机组振动状态监测与故障诊断
风力发电机组振动状态监测与故障诊断摘要：风力发电机能否正常投入使用，影响着风力发电的整体质量，而风机故障会导致机组本身受到损坏严重的情况下，可能会造成更加不可预料的后果，而从风力发电机所使用的环境以及自身结构等角度出发，其设备在实际应用过程中容易受到外界环境的影响，造成风力发电机组非正常停运。
为保证风力发电机组能够正常地运行，需要进行振动状态监测和故障诊断工作。
而从现阶段风力发电机组实际应用情况来看，多数地区在风力发电机运行2500h或者5000h后，会进行例行维修，而这种维修间隔周期较长，如设备受损情况严重，则难以在检修工作中得到有效解决。
在这种情况下，需要重视在线监测和故障诊断系统的设计，以保证风力发电机在实际运行过程中处于一种可控状态，辅助相关人员及时发现风力发电机在实际运用过程中存在的隐藏缺陷，提升风力发电机的应用质量与效率。
关键词：风力发电；发电机组；振动监测；故障排除引言近年来，随着工业的发展，环境污染日益严重，新能源风力发电在各行业领域应用日益广泛。
一般风力发电场多建于偏远地区，地处环境恶劣，无法应用有效监测技术解决风力发电机组各种故障与信号不统一等问题。
因此，基于风力发电机不同监测数据，全面分析风力发电机组运行时遇到的故障，深入研究风力发电机组监测与故障技术具有非常重要的意义。
1风力发电机组状态监测和故障诊断的意义风力发电能够缓解国内能源供应紧张的局面，改善能源结构，对于国家环境保护和电力工业的可持续发展具有重大意义。
随着国内风力发电行业的快速发展，风力发电机组故障已成为一个不可忽视的问题。
通过对风力发电机组的运行状态进行实时监测，能够及时发现机组运行过程中存在的故障隐患；通过提取机组故障信息并进行分析处理，能够帮助运维人员诊断机组故障发生的原因并制定有效的处理措施。
这对于提高风力发电机组运行可靠性，促进风力发电行业健康发展具有重大的现实意义。
2风力发电机组振动故障诊断分析从风力发电机组故障诊断实际情况来看，在时代不断发展的同时，其诊断方法也在不断地进行改进与优化，诊断结果的准确性也呈现逐年上升趋势。
风电机状态参数
风电机组状态参数检测1．转速风力发电机组转速的测量点有两个：即发电机转速和风轮转速。
转速测量信号用于控制风力发电机组并网和脱网，还可用于起动超速保护系统，当风轮转速超过设定值n1 或发电机转速超过设定值n2 时，超速保护动作，风力发电机组停。
风轮转速和发电机转速可以相互校验。
如果不符，则提示风力发电机组故障。
2．温度有8 个点的温度被测量，用于反映风力发电机组系统的工作状况。
8 个点包括：这①齿轮箱油温；②高速轴承温度；③大发电机温度；④小发电机温度；⑤前主轴承温度；⑥后主轴承温度；⑦控制盘温度(主要是晶闸管的温度)；⑧控制器环境温度。
由于温度过高引起风力发电机组退出运行，在温度降至允许值时，仍可自动起动风力发电机组运行。
3．机舱振动为了检测机组的异常振动，在机舱上应安装振动传感器。
传感器由一个与微动开关相连的钢球及其支撑组成。
异常振动时，钢球从支撑它的圆环上落下，拉动微动开关，引起安全停机。
重新起动时，必须重新安装好钢球。
机舱后部还设有桨叶振动探测器(TAC84 系统)。
过振动时将引起正常停机。
4．电缆扭转由于发电机电缆及所有电气、通信电缆均从机舱直接引入塔筒，直到地面控制柜。
如果机舱经常向一个方向偏航，会引起电缆严重扭转因此偏航系统还应具备扭缆保护的功能。
偏航齿轮上安有一个独立的记数传感器，以记录相对初始方位所转过的齿数。
当风力机向一个方向持续偏航达到设定值时，表示电缆已被扭转到危险的程度，控制器将发出停机指令并显示故障。
风力发电机组停机并执行顺或逆时针解缆操作。
为了提高可靠性，在电缆引入塔筒处(即塔筒顶部)，还安装了行程开关，行程开关触点与电缆相连，当电缆扭转到一定程度时可直接拉动行程开关，引起安全停机。
为了便于了解偏航系统的当前状态，控制器可根据偏航记数传感器的报告，以记录相对初始方位所转过的齿数显示机舱当前方位与初始方位的偏转角度及正在偏航的方向。
5．机械刹车状况在机械刹车系统中装有刹车片磨损指示器，如果刹车片磨损到一定程度，控制器将显示故障信号，这时必须更换刹车片后才能起动风力发电机组。
风力发电机组振动状态监测导则
ICS点击此处添加ICS号点击此处添加中国标准文献分类号NB 中华人民共和国能源行业标准NB/T XXXXX—XXXX风力发电机组振动状态监测导则Guidelines for vibration condition monitoring and diagnose of wind turbine generator 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（送审稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施目次前言 (III)引言 (IV)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 振动状态监测系统 (3)4.1 振动状态监测系统类型 (3)4.1.1 固定安装系统 (3)4.1.2 半固定安装系统 (3)4.1.3 便携式系统 (3)4.1.4 系统选择原则 (3)4.2 状态监测流程 (3)5 传感器 (3)5.1 传感器类型 (3)5.2 传感器选择 (4)5.2.1 加速度传感器 (4)5.2.2 速度传感器 (4)5.2.3 位移传感器 (4)5.3 传感器位置 (4)5.3.1 典型风电机组传感器位置 (4)5.3.2 传感器方向和标识 (4)5.4 传感器安装 (4)6 振动状态监测系统技术条件 (4)6.1 正常使用条件 (4)6.2 贮存、运输极限环境温度 (5)6.3 检测单元 (5)6.3.1 概述 (5)6.3.2 不确定度 (5)6.3.3 频率范围 (5)6.3.4 绝缘性能 (5)6.3.5 环境适应性能 (6)6.3.6 电磁兼容性能 (6)6.3.7 机械性能 (6)6.3.8 6.3.8 外壳防护性能 (6)6.4 通讯单元 (6)6.5 主站单元 (7)7 测量与评估 (7)7.1 基准测量 (7)7.2 振动值评估方法 (7)7.2.1 评估准则 (7)7.3 故障特征频率 (7)附录A（资料性附录）振动监测流程图 (8)附录B（资料性附录）振动值评估方法 (9)附录C（资料性附录）常见故障原因及其对应的特征频率 (11)前言本标准是根据《国家发展改革委办公厅关于印发2007年行业标准项目计划的通知》(发改办工业［2007］1415号)的安排制定的。
风电机组状态监测与故障诊断相关技术研究
风电机组状态监测与故障诊断相关技术研究张文秀;武新芳【摘要】The technologies of condition monitoring and fault diagnosis can effectively reduce the cost of operation and maintenance, as well as ensure the security and stability of wind turbine. The research of condition monitoring and fault diagnosis were overviewed, then the status of the wind tubine monitoring technology and application development conditions of monitoring system were introduced, and aiming at the main failure parts for wind turbine and the wind power system, the research status and progress of condition monitoring and fault diggnosis methods in domestic and abroad were introduced. Finally the development trend of wind power generation system status montoring and research direction in the future were discussed.%对风电机组进行状态监测和故障诊断，可有效降低机组的运行维护成本，保证机组的安全稳定运行。
首先概述了状态监测与故障诊断研究的研究情况，然后介绍了风电机组的状态监测技术和状态监控系统的应用开发情况，接着针对机组中的主要故障组件及整个风电系统，介绍了国内外状态监测和故障诊断方法的研究现状与研究进展，最后探讨了风力发电系统状态监测的发展趋势以及未来的研究方向。
风电机组运行状态监测与预测系统设计
风电机组运行状态监测与预测系统设计随着可再生能源的快速发展，风力发电作为一种清洁可再生能源形式逐渐得到了广泛应用。
然而，由于风力发电的特殊性，机组的运行状态监测和预测成为保证系统正常运行和提高发电效率的关键。
本文将围绕风电机组运行状态监测与预测系统的设计展开论述。
首先，系统需要实施的功能包括风力机组的实时状态监测、故障诊断与预警、预测技术的应用以及数据分析与报告生成。
其次，针对不同的监测指标和参数，我们需要选择合适的传感器来进行数据采集，包括温度、振动、噪音、电流、电压等。
在系统设计中，我们需要建立一个可靠的数据传输网络，确保数据的实时传输和接收。
传输网络可以采用有线或者无线方式，根据实际情况选择合适的传输方式。
数据传输的过程中，需要保证数据的安全性和完整性，可以采用加密技术和数据块校验等手段。
在风电机组的实时状态监测方面，我们可以利用振动传感器、温度传感器和噪音传感器等设备进行数据采集。
通过监测振动、温度和噪音的变化，可以及时发现机组的异常情况，并进行故障的诊断与预警。
例如，当温度超过预定的阈值时，系统可以自动发出预警信息，提醒操作人员采取相应的措施。
故障诊断与预警是风电机组运行状态监测与预测系统中非常重要的功能。
通过实时监测机组的状态数据，在系统出现异常时，可以进行故障的诊断，并及时发出预警信息。
采用先进的故障诊断算法，可以有效地提高发电设备的可靠性和稳定性，减少因故障而造成的停机时间和维修成本。
预测技术的应用也是该系统中的一项重要内容。
通过对历史数据的分析和建模，可以预测机组未来的性能和状态。
预测技术可以帮助我们预测未来一段时间内的风力状况、发电效率以及故障概率等关键参数。
在风力资源不稳定的情况下，通过预测技术的应用，可以更好地进行风电发电计划的制定和运行调度。
数据分析与报告生成是风电机组运行状态监测与预测系统的最后一个功能。
通过对大量的数据进行分析和处理，可以获取机组运行状态的详细信息，并生成相应的报告。
风电机组在线监测与故障诊断系统的状态监测与分析方法研究
风电机组在线监测与故障诊断系统的状态监测与分析方法研究随着风电装机容量的不断增加，风电机组的可靠性和运行稳定性成为了一个重要的话题。
风电机组在线监测与故障诊断系统是保障风电机组安全运行的重要手段之一。
本文将研究风电机组在线监测与故障诊断系统的状态监测与分析方法，以提高风电机组的可靠性和运行效率。
首先讨论风电机组在线监测的状态监测方法。
传统的监测方法主要依赖于人工巡检，这种方法既费时又费力，容易漏检或误检。
为了解决这个问题，现代风电机组在线监测系统引入了传感器网络和远程监测技术。
通过安装在风机上的传感器，可以实时获取风机的各项运行参数，如温度、压力、振动等。
远程监测技术则可以将风机的运行数据传输至运维中心，以便对风机进行实时监测和分析。
这种方法不仅可以实现对风机的全面监测，还能够提前发现潜在的故障和异常情况。
其次，研究风电机组在线监测的故障诊断方法。
故障诊断是风电机组在线监测系统的核心功能之一。
当前，常用的故障诊断方法主要包括基于模型的方法和基于数据的方法。
基于模型的方法主要是通过建立风机的数学模型，结合实时监测数据进行故障诊断。
这种方法需要事先对风机进行建模，并且对风机的故障模式有较好的了解。
基于数据的方法则不需要建模，而是通过对历史数据的分析和比对，发现故障的特征和规律。
这种方法可以适用于不同型号和不同规模的风机，但需要大量的历史数据支持。
未来的研究方向可以是将两种方法结合起来，以提高故障诊断的准确性和可靠性。
在进行风电机组在线监测与故障诊断系统的状态监测和分析时，还需要考虑到一些关键问题。
首先是数据采集和传输的问题。
传感器网络是实现风电机组在线监测的关键技术之一，但在实际应用中，由于风机通常安装在偏远地区，网络信号不稳定，数据采集和传输存在一定的困难。
因此，需要研究并优化传感器网络的布置和通信方式，保证数据的准确性和实时性。
其次是数据处理和分析的问题。
风电机组的数据量庞大，如何高效地处理和分析数据成为一个挑战。
基于数据的风电机组发电机健康状况评估
基于数据的风电机组发电机健康状况评估发动机虽然作为风电设备上的关键部件，但是因为工况严酷、内部结构繁杂，因此发动机内部健康状态出现问题的概率很大而且修复难度。
因此根据此情况，给出了一个根据SCADA(supervisory control and data acquisition)数据分析的发动机内部状况的判断方式。
对专业性知识进行总结，并分析状态变量之间的管理先，能够确认发电机运行模式下关联的变数和冗余变数，以此为基础能够选择出正确的参数。
对于多维状况资料进行对比分析，结合发电机内部健康运行状态资料构建起高斯混合模型(GMM)的良好状况指标模式。
最后对风电机组健康情况使用马氏距离的健康衰退指标(HDI)进行判定。
关键词：风电机组；发电机；健康状况1.引言风电机组一般位于天气条件不良的海边、山区等地方，受地理位置、气候、工作时间等诸多原因的影响，定期进行维护会产生较多的成本，所产生的费用是综合风电行业生产总市值的15%左右。
风电机械设备中发电机是主要的设备，考虑到的发电机较复杂的内部结构，并且也会受到很多变动因素的影响，例如风能、温度、机械等，所以说，在实际的运行中发电机会出现的一些故障性问题，维修的时间也会比较久。
但是，由于发动机的许多设备故障问题并不是突然性的或偶尔出现故障问题，在出现设备故障问题之前总是经过了一连串的劣化过程。
所以，通过对发动机的日常制造经营状况做出即时评价，以确定其当前的良好状况，从而及早发觉了潜伏性设备故障问题，并指导现场的工程师注意预防和及早制订具体的大修规划，对于减少风能机械设备的突然性停机概率、改善风能机械设备的安全运行，以及整个风场的制造经营效果都有着重大的意义。
2.风电机组研究现状对风电设备进行状态检测往往只能依靠对其中的振动信息进行分析，而另外配置震动感应器等往往会增加设备运维的成本。
面对此情况，研究人员提供了一个同步重取样的新技术，对非稳定的电流传感器的故障信息进行了提取与重构，并利用计算的关联维数进行了状态检测。
风力发电机组状态监测和故障诊断技术研究 郭林钢
风力发电机组状态监测和故障诊断技术研究郭林钢摘要：近年来随着环境的污染，作为新能源风力发电将被广泛的运用于各个行业，风力发电场一般位于偏远地区。
在恶劣的环境下，由于风电机组故障复杂多变，以及统一信号监测技术的难题，从风电机组故障多发的地方出发，从不同监测数据出发，产生风电机组的故障。
风力发电过程中经常出现的问题，对风力发电机组的监测与故障技术进行了深入的研究。
关键词：风力发电机组；状态监测；故障诊断；技术研究1 对普遍遇到的运行过程中的故障问题进行检测还有诊断双馈使用风力进行发电的机器，普遍在运行过程中出现的问题，能够划分成机械部位出现的问题、电气部位出现的问题这两种类型。
机械部位出现的问题涵盖了发电机部位出现了太大的震动、轴承区域出现了问题、轴系未居中的问题、转子的质量未达到平衡的问题、机座部位不紧实、转子偏离中心的问题等；电气部位出现的问题涵盖了线圈部位发生了短路现象、绝缘体出现了损坏问题、气隙未达到平衡的现象、三项未达到平衡的现象等。
1.1 对于电气部位出现的问题信号检测以及诊断发电机部件的电气问题一般由定子线圈区域的温度、定子部分的电压、转子区域的电流、发电机部分的输出功率和转子部分的转速来监测。
同时，对加工后的发电机部件参数进行了理解。
目前常用的电气故障实时诊断方法有：定子电流监测法、局部放电监测法、局部高次谐波检测法、不平衡状态检测法等转速波动的检测方法和提高转速的方法。
现在，普遍使用地、对于发电机当中的战舰短路问题进行诊断的特征量，包括存在负序的电流、电流当中存在谐波成分、电流Park的矢量运行轨迹等。
通过做有关的研究能够了解到，发电机当中的定子部位的三相电流Park的矢量运行轨迹的转变，会由于短路问题的不断加重而愈发的显著，能够经过Park的矢量运行轨迹的方式，对匝间部位的短路问题的严重程度展开判定。
此外，通过检测定子中的三个电流和周围部件的泄漏电流，还可以诊断定子匝间短路问题。
大型风电机组状态监测与智能故障诊断系统研究
大型风电机组状态监测与智能故障诊断系统研究摘要：风力发电在当前的市场环境中有了高效的发展，总装机的容量连年呈现上升趋势，在全球范围内实现高效风力发电机制度创新的过程中，也产生出了较多的问题。
因为风电机组长期在较为恶劣的环境中工作，就会导致很多不确定风险因素的产生，致使机组内部的各个部件之间都出现故障隐患问题。
而长期的停机，必然会导致风电经济价值降低。
为实现高效的风电机组工作模式监控分析和故障诊断研究，已经成为优化风电运营管理工作的主要措施。
关键词：风电机组；动态监测；智能故障诊断引言：在现代化的管理机制下，振动信号数据的收集处理可以高效的优化传动系统的工作机制，实现风电机组的在线监测分析以及故障诊断观察。
可以让风电场的运维人员及时有效的判断当前风电机组的运维状态，减少不必要的现场监督检查分析工作，令风力发电机可以自主的进行维护管理，提升了发电的安全性，减少了运维操作费用的支出。
故而对于风力发电机组的传动系统实施动态的监督管理以及故障诊断技术优化，是现代化风电产业技术创新的主要切入点，对于提升风电机组的工作质量，提升运维效果以及安全性能都有着积极地推动意义。
一、大型风电机组状态监测与智能故障诊断方式分析1、改进型小波包结合包络谱的风电机组故障诊断因为风电机组运行操作本身随机、变载荷的特性，令风电机组的传统系统故障振动信号相对较为平稳，但同时也让这些各个传统系统故障的特征挖掘变得相对困难，问题原因难以有效分辨。
小波变换的方式却可以实现自动化的伸缩视频窗构建，可以更好地优化局部管理分析，是一项较为高效的非平稳信号监督分析工具。
现阶段使用最为广泛方式就是通过包络谱分析法进行判断，诊断传动系统硬件设施故障问题，这种方式可以通过带通整个故障诊断更加高效的适用于风电机组传统系统的非平稳信号的故障传输分析。
但是在实际的工作中，若将错乱的节点作为信号的分量进行故障诊断分析，必然会造成诊断信号数据的错误。
为此本文结合当前的工作新要求，提出以小波包结合包络谱分析的方式，对于故障问题进行排查分析，以保证整个故障检测工作的有效性。
风电机组在线监测与故障诊断系统的数据采集与处理方法分析
风电机组在线监测与故障诊断系统的数据采集与处理方法分析风电机组是一种重要的可再生能源发电设备，为了保证其安全性、可靠性和有效性，需要使用在线监测与故障诊断系统对其进行监测和诊断。
数据采集与处理是整个系统的核心环节，本文将对风电机组在线监测与故障诊断系统的数据采集与处理方法进行分析。
一、数据采集方法分析1. 传感器数据采集风电机组在线监测与故障诊断系统通常使用各种传感器来获取风机的运行数据。
传感器可以测量风机的转速、温度、振动、电流等参数。
这些传感器可以安装在风机的各个关键部位，比如轴承、齿轮箱和发电机等，以获取全面的运行数据。
传感器数据采集的准确性和稳定性对于系统的性能和可靠性至关重要。
2. 远程监测数据采集风电机组通常分布在广阔的地域范围内，传统的现场数据采集方式不太实用。
因此，使用远程监测数据采集技术可以有效地获取远程风机的数据。
远程监测系统通过网络实时传输风机的运行数据，可以随时随地对风机进行监测与诊断。
这种技术可以大幅提高数据采集的效率和准确性。
3. 数据采集频率为了充分了解风机的运行状况，数据采集的频率非常重要。
对于需要准确监测风机运行状态的任务，应该选择较高的数据采集频率。
通常，数据采集频率应根据风机运行速度和重要参数的变化来确定。
二、数据处理方法分析1. 数据预处理由于风电机组在线监测与故障诊断系统监测的数据量大且复杂，需要进行数据预处理。
数据预处理的目的是清除无效数据和噪声，提高数据质量，并对数据进行合理的缺失值处理。
数据预处理可以采用滤波、归一化、插值等方法，以达到更好的数据分析结果。
2. 特征提取特征提取是指从大量的原始数据中提取出有用的特征来表示风机的运行状态。
这些特征可以是统计特征，如均值、方差等，也可以是频域特征或时域特征。
特征提取的目的是降低数据的维度并准确地描述风机的状态。
3. 数据建模数据建模是根据提取的特征建立风机的运行模型。
常用的数据建模方法包括统计分析、回归分析、神经网络等。
风电机组状态检测技术研究现状和发展趋势
风电机组状态检测技术研究现状和发展趋势摘要：目前，风力发电行业属于重要的清洁能源产业，并且在我国新能源发电中占有的比重越来越大，所以必须要保证风力发电的稳定性，同时在针对风电机组进行设计及安装研发的过程中要保证能够通过相关技术的应用，提高风电机组的运行稳定性及可靠性，而状态检测技术则能够在一定程度上对风电机组的运行状态进行实时检测，进而确保整个机组的运行安全。
关键词：风电机组；机组检测；状态检测1风电机组状态检测系统系统中的机组各自配备数据采集站，传感器将物理信号（如振动、摆度、压力脉动、工况参数等）转化为电信号，上传至数据采集系统，对原始数据进行特征量提取，将能够反映机组运行的特征参数、曲线和图表，通过在线监测网络（TCP/IP协议）存放至状态数据服务器中。
关于数据的分析、管理和存储，状态数据服务器承担主要作用。
不仅能够对实时数据与历史数据进行管理和存储，而且还能对不同特征的数据进行分析和诊断，同时承担了电站Web服务器与历史/准实时数据管理平台Ⅱ区接口机（数据最终发送至设备状态评价中心）的数据通信。
Web服务器的主要作用是实现机组状态监测系统与电站生产管理系统的通信，便于运行人员的数据浏览与查询。
为保证数据的安全传输，在Web服务器与电站生产管理系统间增设了网络单向隔离装置。
同时Web服务器还能与500kV主变压器在线监测设备、GIS气体绝缘变电站的在线监测设备以及500kV电缆在线监测设备进行数据通信，满足500kV主变压器在线监测设备以DL/T860通信协议与机组状态监测系统进行数据交换。
2风电机组状态检测技术要点2.1监测点的选择风电机组结构主要由机械、风电和电气三大部分组成，机械监测部分主要是对机组机械设备的水平、垂直振动与摆度监测，风电监测部分主要是对机组设备所受风电影响的脉动压力监测，而电气监测部分主要对发电电动机的电气信号进行监测。
对于每部分监测点的选择各不相同，从以下三个方面对检测点进行选择：振动、摆度监测。
风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势
风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势丁显;徐进;滕伟;柳亦兵【摘要】Condition Detection Technology is considered as one of the most effective methods of wind turbine fault diagnosis and operational maintenance. On one hand, it can predict wind turbine health condition and power generation ability beforehand, through which maintenance strategies and technological modification methods can be set up accordingly in time. Thus it can reduce shutdown time, as well as preventing major faults and saving maintenance cost. On the other hand, wind turbine electricity generation can also be enhanced by condition detection. By the above reasons condition detection technology is experiencing extensive research and widespread application in the area of wind turbines. This paper summarizes the research status and major achievement of wind turbine condition detection characteristics, variant turbine types and fault features, in the view of both wind turbines' health and performance condition detection. Current problems are discussed and solutions are given by integration, intelligentization and standardization of condition detection appliances and software. The paper also proposes that multi-condition detection integration technology, fault mechanism analysis as well as comprehensive health detection evaluation system with unified platform will form the new development trend of next-generation wind turbine condition detection.%状态检测技术是风电机组故障诊断与运营维护最为重要的技术手段.对风电机组进行状态检测能够掌握机组的健康状态及发电性能,以便及时制定维护维修策略和采取提升发电性能的技改措施、减少机组停机时间、避免重大故障发生、节省维修成本、提高机组发电能力.因此,在风电机组状态评价和维护维修中,针对状态检测技术进行了大量的研究和应用.文章从风电机组状态检测特点、机组类型和故障特点3方面进行归纳总结;从风电机组健康状态检测和性能状态检测两方面,综述了近年风电机组状态检测的研究现状和重要的研究成果;探讨了目前风电机组状态检测面临的问题,从状态检测设备和软件集成化、状态检测智能化和标准化等方面解决所面临的问题.文章指出,故障机理分析、多状态检测融合技术和统一平台的综合健康检测评估系统是风电机组状态检测发展的新趋势.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2017(035)010【总页数】7页(P1551-1557)【关键词】状态检测;故障诊断;数据融合;故障预警;综合评价【作者】丁显;徐进;滕伟;柳亦兵【作者单位】华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室, 北京102206;鲁能新能源(集团)有限公司,北京 100020;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室, 北京 102206;华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室, 北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TK83;TM614风电行业飞速发展。
风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究
风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究摘要：近几年，我国工业的迅速发展，对环境造成的污染越来越大，新能源风电已被越来越多的行业所采用。
风电厂大多建在边远的地方，由于地理条件较差，很难采用有效的监控技术来解决风电机组的各种故障和信号不协调的问题。
所以，根据不同的风电机组的监测资料，对风电机组在运行过程中出现的各种故障进行全面的分析，对风电机组的监测和故障技术进行深入的研究，就显得尤为重要。
关键词：风力发电机；状态监测；故障诊断1风力发电机组概述1.1风力发电机组它是指通过风机将风力和电力转化为电能，通过电磁感应的方式进行调压，将电能传输到电网和用户中心。
经过几年的发展，我国风电机组的建设日趋成熟，对常规恒速、频率的机组进行了改造，采用了新的技术和设备，不断地进行改造和完善。
变速恒频技术是一项动态调节风机叶轮速度、调节风速和变流技术的新型技术。
由于采用变频调速技术能保证风电的品质，因此目前国内风电并网系统中已得到了广泛的应用。
1.2发电机组故障特点风电场通常位于山区、边远山区，由于自然环境恶劣、风速变化大、外部载荷不稳定等原因，容易导致风机的内部元件发生故障。
常见的机组故障包括变速箱、发电机和变频器。
例如，风机的局部故障是由于轴承过热、运行振动过大、本身温度过高等原因造成的。
经过多年的研究，发现轴承磨损、定子绕组的绝缘和转子的动平衡都是造成这种情况的原因。
所以，应采取有效的方法，对各种故障和零件进行监控，并对其进行故障诊断。
1.3发电机组故障诊断相关理论在风电机组的运转中，双馈发电机由叶轮、齿轮箱、发电机、变流和控制系统组成。
采用多级齿轮叶轮机构能将发电机的机械能转化成电能，使发电机的定子绕组与电网、转子绕组及变流器有效地联结在一起，并通过变频器调整发电系统的频率、相位和振幅。
采用逆变器控制发电机，保证了亚同步和超同步的运行。
在超同步条件下，电力由转子和定子发电机提供，而变流器将直流侧的电能回馈给电网；在亚同步过程中，转子会吸收电能，维持发电机的发电，再通过定子向电网供电。
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风电机组状态参数检测
1．转速
风力发电机组转速的测量点有两个：即发电机转速和风轮转速。
转速测量信号用于控制风力发电机组并网和脱网，还可用于起动超速保护系统，当风轮转速超过设定值n1或发电机转速超过设定值n2时，超速保护动作，风力发电机组停。
风轮转速和发电机转速可以相互校验。
如果不符，则提示风力发电机组故障。
2．温度
有8个点的温度被测量，用于反映风力发电机组系统的工作状况。
这8个点包括：①齿轮箱油温；②高速轴承温度；③大发电机温度；④小发电机温度；⑤前主轴承温度；⑥后主轴承温度；⑦控制盘温度(主要是晶闸管的温度)；⑧控制器环境温度。
由于温度过高引起风力发电机组退出运行，在温度降至允许值时，仍可自动起动风力发电机组运行。
3．机舱振动
为了检测机组的异常振动，在机舱上应安装振动传感器。
传感器由一个与微动开关相连的钢球及其支撑组成。
异常振动时，钢球从支撑它的圆环上落下，拉动微动开关，引起安全停机。
重新起动时，必须重新安装好钢球。
机舱后部还设有桨叶振动探测器(TAC84系统)。
过振动时将引起正常停机。
4．电缆扭转
由于发电机电缆及所有电气、通信电缆均从机舱直接引入塔筒，直到地面控制柜。
如果机舱经常向一个方向偏航，会引起电缆严重扭转因此偏航系统还应具备扭缆保护的功能。
偏航齿轮上安有一个独立的记数传感器，以记录相对初始方位所转过的齿数。
当风力机向一个方向持续偏航达到设定值时，表示电缆已被扭转到危险的程度，控制器将发出停机指令并显示故障。
风力发电机组停机并执行顺或逆时针解缆操作。
为了提高可靠性，在电缆引入塔筒处(即塔筒顶部)，还安装了行程开关，行程开关触点与电缆相连，当电缆扭转到一定程度时可直接拉动行程开
关，引起安全停机。
为了便于了解偏航系统的当前状态，控制器可根据偏航记数传感器的报告，以记录相对初始方位所转过的齿数显示机舱当前方位与初始方位的偏转角度及正在偏航的方向。
5．机械刹车状况
在机械刹车系统中装有刹车片磨损指示器，如果刹车片磨损到一定程度，控制器将显示故障信号，这时必须更换刹车片后才能起动风力发电机组。
在连续两次动作之间，有一个预置的时间间隔，使刹车装置有足够的冷却时间，以免重复使用使刹车盘过热。
根据不同型号的风力发电机组，也可用温度传感器来取代设置延时程序。
这时刹车盘的温度必须低于预置的温度才能起动风力发电机组。
风机功率过高或过低的处理
1．功率过低
如果发电机功率持续(一般设置30～60s)出现逆功率，其值小于预置值Ps，风力发电机组将退出电网，处于待机状态。
脱网动作过程如下：断开发电机接触器，断开旁路接触器，不释放叶尖扰流器，不投入机械刹车。
重新切入可考虑将切人预置点自动提高0.5％，但转速下降到预置点以下后升起再并网时，预置值自动恢复到初始状态值。
重新并网动作过程如下：合发电机接触器，软启动后晶闸管完全导通。
当输出功率超过Ps3s 时，投入旁路接触器，转速切人点变为原定值。
功率低于Ps，时由晶闸管通路向电网供电，这时输出电流不大，晶闸管可连续工作。
这一过程是在风速较低时进行的。
发电机出力为负功率时，吸收电网有功，风力发电机组几乎不做功。
如果不提高切人设置点，起动后仍然可能是电动机运行状
2．功率过高
一般说来，功率过高现象由两种情况引起：一是由于电网频率波动引起的。
电网频率降低时，同步转速下降，而发电机转速短时间不会降低，转差较大；各项损耗及风力转换机械能瞬时不突变，因而功率瞬时会变得很大。
二是由于气候变化，空气密度的增加引起的。
功率过高如持续一定时间，控制系统应作出反应。
可设置为：当发电机出力持续10min大于额定功率的15％后，正常停机；当功率持续2s大于额定功率的50％，安全停机风力发电机组退出电网
风力发电机组各部件受其物理性能的限制，当风速超过一定的限度时，必需脱网停机。
例如风速过高将导致叶片大部分严重失速，受剪切力矩超出承受限度而导致过早损坏。
因而在风速超出允许值时，风力发电机组应退出电网。
由于风速过高引起的风力发电机组退出电网有以下几种情况：
1)风速高于25m／s，持续10min。
一般来说，由于受叶片失速性能限制，在风速超出额定值时发电机转速不会因此上升。
但当电网频率上升时，发电机同步转速上升，要维持发电机出力基本不变，只有在原有转速的基础上进一步上升，可能超出预置值。
这种情况通过转
速检测和电网频率监测可以做出迅速反应。
如果过转速，释放叶尖扰流器后还应使风力发电机组侧风90°，以便转速迅速降下来。
当然，只要转速没有超出允许限额，只需执行正常停机。
2)风速高于33m／s，持续2s，正常停机。
3)风速高于50m／s，持续ls，安全停机，侧风90
风力发电机组的基本控制策略
(一)风力发电机组的工作状态
风力发电机组总是工作在如下状态之一：①运行状态；②暂停状态；③停机状态；④紧急停机状态。
每种工作状态可看作风力发电机组的一个活动层次，运行状态处在最高层次，紧停状态处在最低层次。
为了能够清楚地了解机组在各种状态条件下控制系统是如何反应的，必须对每种工作状态作出精确的定义。
这样，控制软件就可以根据机组所处的状态，按设定的控制策略对调向系统、液压系统、变桨距系统、制动系统、晶闸管等进行操作，实现状态之间的转换。
以下给出了四种工作状态的主要特征及其简要说明。
(1)运行状态：1)机械刹车松开；2)允许机组并网发电；3)机组自动调向；
4)液压系统保持工作压力；5)叶尖阻尼板回收或变桨距系统选择最佳工作状态。
(2)暂停状态：1)机械刹车松开；2)液压泵保持工作压力；3)自动调向保持工作状态；4)叶尖阻尼板回收或变距系统调整桨叶节距角向90°方向；5)风力发电机组空转。
这个工作状态在调试风力发电机组时非常有用，因为调试风力机的目的是要求机组的各种功能正常，而不一定要求发电运行。
(3)停机状态：1)机械刹车松开；2)液压系统打开电磁阀使叶尖阻尼板弹出，或变距系统失去压力而实现机械旁路；3)液压系统保持工作压力； 4)调向系统停止工作。
(4)紧急停机状态：1)机械刹车与气动刹车同时动作；2)紧急电路(安全链)开启；3)计算机所有输出信号无效；4)计算机仍在运行和测量所有输入信号。
当紧停电路动作时，所有接触器断开，计算机输出信号被旁路，使计算机没有可能去激活任何机构。