基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的大型風(fēng)電機(jī)組故障診斷研究.pdf

1、隨著氣候變化形勢(shì)嚴(yán)峻、全球化石能源枯竭供應(yīng)緊張，可再生能源變得越來越為重要，其中風(fēng)電得到了高度重視，世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也得到了迅速發(fā)展。由于風(fēng)電機(jī)組工作環(huán)境條件惡劣，風(fēng)電機(jī)組故障頻發(fā)，隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的不斷增加，風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本也在不斷增加。大型風(fēng)電機(jī)組的主要部件如槳葉、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等位于高達(dá)上百米的塔架頂部，一旦故障，需采用大型機(jī)械設(shè)備如吊車等進(jìn)行維修，這樣不但維修費(fèi)用高，而且影響機(jī)組的發(fā)電量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)壽命為20年的風(fēng)電機(jī)組，其

2、運(yùn)行維護(hù)成本占總收入的10％-15%。目前，大多機(jī)組采用“定期維修”和“事故維修”的維修策略，但是對(duì)于在非維修時(shí)期產(chǎn)生的異常很有可能不斷惡化，進(jìn)而導(dǎo)致重大事故，因此，監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA)系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，但是SCADA系統(tǒng)的報(bào)警模式大多采用越限報(bào)警，這種報(bào)警模式的報(bào)警閥值通常設(shè)置較寬泛，只有在故障惡化到一定程度時(shí)才能進(jìn)行故障預(yù)警，

3、這就造成了無法及時(shí)、準(zhǔn)確地定位故障隱患并追蹤其發(fā)展趨勢(shì)。
　　本文從風(fēng)電機(jī)組的SCADA系統(tǒng)采集相關(guān)變量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析和處理后，利用改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)建立發(fā)電機(jī)輸出有功功率模型，通過觀察發(fā)電機(jī)輸出有功功率的實(shí)際值與模型預(yù)測(cè)值之間的殘差變化趨勢(shì)來判斷風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)是否正常。分析風(fēng)電機(jī)組的SCADA系統(tǒng)可知，其監(jiān)測(cè)參數(shù)可以分為非獨(dú)立變量的大區(qū)間監(jiān)測(cè)參數(shù)和獨(dú)立變量的小區(qū)間監(jiān)測(cè)參數(shù)?；诖?，采用MSET(Multi

4、variate State Estimation Technique)方法對(duì)非獨(dú)立變量的大區(qū)間監(jiān)測(cè)參數(shù)建立故障預(yù)警模型，獨(dú)立變量的小區(qū)間監(jiān)測(cè)參數(shù)采用SCADA系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。本文以某風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力機(jī)主軸軸承故障數(shù)據(jù)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，基于發(fā)電機(jī)的機(jī)械監(jiān)測(cè)參數(shù)建立了MSET模型，通過對(duì)發(fā)電機(jī)前軸承溫度添加合適步距的溫度偏移，檢驗(yàn)了MSET模型的有效性，對(duì)獨(dú)立變量的小區(qū)間監(jiān)測(cè)參數(shù)分析了SCADA系統(tǒng)的狀態(tài)