基于定子電流的雙饋風(fēng)電機(jī)組不對(duì)中故障診斷.pdf

1、傳動(dòng)系統(tǒng)的不對(duì)中故障是雙饋風(fēng)電機(jī)組的常見(jiàn)故障之一，當(dāng)發(fā)生傳動(dòng)系統(tǒng)不對(duì)中時(shí)，很容易引起機(jī)組增速齒輪箱齒輪、軸承以及發(fā)電機(jī)軸承等部件的損壞，嚴(yán)重危害機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)電質(zhì)量。由于風(fēng)電機(jī)組通常工作在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的高空環(huán)境中，振動(dòng)信號(hào)的采集與傳輸并不方便，給傳統(tǒng)的利用振動(dòng)傳感器進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)的方法帶來(lái)了極大困難，因此采用一種方便易行的無(wú)傳感器故障診斷方法進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)不對(duì)中故障診斷對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和安全發(fā)電有著非常重要的工程意義。
　

2、　本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組同軸度誤差故障機(jī)理與診斷技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào):51577008）。本文在實(shí)驗(yàn)室已完成基于ADAMS的1.5兆瓦雙饋風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型的前提下，首先基于MATLAB/Simulink搭建運(yùn)行在最大功率追蹤階段下的1.5兆瓦雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)模型，驗(yàn)證了模型的正確性，并通過(guò)導(dǎo)數(shù)據(jù)的方式完成了二者的聯(lián)合仿真。接著研究了傳動(dòng)系統(tǒng)正常和不對(duì)中故障下發(fā)電機(jī)定子電流的變化規(guī)律，將

3、仿真結(jié)果同理論分析對(duì)比，驗(yàn)證了基于定子電流進(jìn)行故障診斷的可行性和仿真模型的正確性。
　　為了能夠進(jìn)一步識(shí)別出傳動(dòng)系統(tǒng)不對(duì)中故障的具體類(lèi)型，仿真獲得正常、平行不對(duì)中、角度不對(duì)中和綜合不對(duì)中四種工況下的風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)定子電流信號(hào)，提取其時(shí)域、頻域特征指標(biāo)，并對(duì)定子電流信號(hào)做雙樹(shù)復(fù)小波變換（Dual-tree Complex Wavelet Transform，DTCWT）和單支重構(gòu)，提取出重構(gòu)信號(hào)的能量熵和樣本熵作為時(shí)頻域特征，構(gòu)建信

4、號(hào)的單一/混合特征庫(kù)，為后續(xù)不對(duì)中故障診斷奠定了基礎(chǔ)。
　　針對(duì)特征庫(kù)維數(shù)冗余的問(wèn)題，采用經(jīng)粒子群算法(Particle Swarm Optimization，PSO)優(yōu)化的核主元分析(Kernel Principal Component Analysis，KPCA)進(jìn)行了特征降維處理，并對(duì)降維前后的特征庫(kù)分別采用PSO優(yōu)化的支持向量機(jī)(Support Vector Machine，SVM)進(jìn)行故障分類(lèi)，通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證了本文所采用的