风电机组传动系统网络化监测诊断系统设计

【摘要】：风能作为一种无污染的可再生能源,已成为世界各国争相发展的领域之一。随着风电机组数量和容量的不断增加,风力发电已形成一种新型产业。但风电机组在变载荷、大温差、风速不稳定等恶劣条件下容易出现故障,尤其是主轴、齿轮箱等传动部件在交变载荷的作用下极易出现故障,导致机组长时间停机,并且检修困难、维护费用高,严重损害风力发电的经济效益。因此,开展风电机组传动系统监测诊断研究,开发风电机组传动系统网络化监测诊断系统,对预防与减少风电机组故障,保障风电机组正常稳定运行,提高经济效益,具有重要意义。本文主要工作如下:提出了风电机组传动系统网络化监测诊断策略。通过对风电机组传动系统主要结构与故障机理进行分析,针对风电机组传动系统由于结构复杂、工况恶劣导致的振动信号非线性、早期故障特征信号微弱难以提取等问题,研究了基于流形学习的风电机组传动系统故障诊断方法,并根据风电机组传动系统网络化监测诊断系统实际需求,对系统体系结构、测点布置、前端采集单元以及系统方案等各方面进行了分析。总体设计了风电机组传动系统网络化监测诊断系统结构。设计了基于B/S与C/S混合架构的网络化监测诊断系统整体框架,分析各个模块之间交互关系。利用模块化思想,分别对状态监测模块、数据采集模块、数据库模块、故障诊断模块和远程访问模块进行了设计。自主开发了一套的风电机组传动系统网络化监测诊断系统。其中,数据采集模块通过对采集数据实时处理监测风机状态,采用固定时间间隔或报警触发两种方式将采集数据存储到指定IP的数据库中。监测诊断模块既可以向指定的数据采集模块传输实时数据请求,监测风机状态,也可以访问指定IP的数据库,对历史数据进行分析与故障诊断。当需要诊断专家远程协助提供技术支持时,专家可以通过Internet远程访问风电机组信息与数据,共同对风电机组进行诊断和维护。经过实验验证与应用实例分析,本文设计的风电机组传动系统监测诊断系统可以满足风电机组传动系统监测与故障诊断的需求。 【关键词】：风电机组传动系统 网络化 状态监测 故障诊断
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题来源8
• 1.2 课题背景和研究意义8-10
• 1.3 国内外研究现状10-13
• 1.3.1 风电机组传动系统状态监测国内外现状10-11
• 1.3.2 风电机组传动系统故障诊断国内外现状11-13
• 1.4 论文主要工作和内容安排13-16
• 2 风电机组传动系统网络化监测诊断策略研究16-34
• 2.1 风电机组传动系统结构与故障机理16-19
• 2.1.1 风电机组传动系统结构16-17
• 2.1.2 风电机组传动系统故障机理17-19
• 2.2 风电机组传动系统故障诊断方法19-25
• 2.2.1 风电机组传动系统多域特征提取21-22
• 2.2.2 正交保持邻域嵌入维数约简方法22-24
• 2.2.3 K最近邻分类器模式识别方法24-25
• 2.3 风电机组传动系统网络化监测诊断系统设计策略25-32
• 2.3.1 风电机组传动系统网络化监测诊断系统需求分析25-26
• 2.3.2 系统体系结构分析26-27
• 2.3.3 测点布置27-29
• 2.3.4 前端采集单元分析29-31
• 2.3.5 风电机组传动系统网络化监测诊断系统方案分析31-32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 风电机组传动系统网络化监测诊断系统设计34-54
• 3.1 风电机组传动系统网络化监测诊断系统总体设计34-37
• 3.2 状态监测模块设计37-40
• 3.3 数据采集模块设计40-44
• 3.3.1 数据采集硬件选型40-41
• 3.3.2 数据采集软件设计41-44
• 3.4 数据库模块设计44-46
• 3.5 故障诊断模块设计46-51
• 3.5.1 信号分析功能设计46-49
• 3.5.2 流形学习故障诊断功能设计49-51
• 3.6 远程访问模块设计51-53
• 3.7 本章小结53-54
• 4 风电机组传动系统网络化监测诊断系统验证与应用54-70
• 4.1 动力传动故障诊断综合实验台实验验证54-65
• 4.2 应用实例65-68
• 4.3 本章小结68-70
• 5 总结与展望70-72
• 5.1 本文工作总结70
• 5.2 后续研究工作展望70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-78
• 附录78
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录78
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目78

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