风电监测系统中数据集成与分析方法研究

【摘要】： 风力发电是近年来国内外发展较快的一门开发新能源的技术,风电状态监测系统的研究与应用对于保证风电设备的正常运行、避免巨大的经济损失有着重要的意义。对风电系统中的重要部件实时监测其运行状态,并进行状态预测,同时依据设备运行状态将维修方式从例行维修和事后维修转变为预测性维修具有较大的现实意义。 本课题以风力发电系统为研究对象,研究集成各数据采集单元、风机控制系统等各个设备的数据定义及传输协议,建立数据站集成风机状态特征信号、运行参数以及运行状况等信息,并对所有数据进行预处理及融合,并完成状态的初步识别诊断。本论文主要从以下三方面开展了研究：(1)对风电监测系统中的各类数据进行分类定义,建立数据站集成各类数据源的状态数据,包括声发射信号和振动信号无线采集单元数据格式和主要特征分析,以及风电控制系统的运行信息及风机主要参数。(2)声发射信号分析方法研究：主要包括对声发射信号的参数分析,根据分析结果对风轮裂纹进行定位,并深入分析裂纹的发展趋势,对是否需要维修做出判断。 (3)振动信号分析方法研究：振动信号分析的方法很多,本论文主要采用包络谱分析技术提取振动信号的故障特征,采用神经网络的故障识别方法实现故障精确诊断。 本文应用C#开发了风电无线监测系统数据站软件和信号分析及诊断系统软件,并在实验室搭建了风机监测系统平台,对该软件进行测试,测试结果表明系统能够准确的实现各类数据的集成采集和传输,进而通过对各种信号进行分析以实现状态监测和故障诊断。 【关键词】：风电系统 状态监测 数据站 声发射信号 振动信号
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 课题研究背景16-17
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势17-18
• 1.2.1 国外研究现状及发展趋势17
• 1.2.2 国内研究现状和发展趋势17-18
• 1.3 课题研究的意义18-19
• 1.4 课题研究的主要内容19-22
• 第二章 风电系统结构22-28
• 2.1 风力发电的工作过程22
• 2.2 风电系统总体组成22-27
• 2.2.1 风力机的结构组成22-24
• 2.2.2 风电控制系统24-25
• 2.2.3 数据采集单元25-26
• 2.2.4 风电状态监测系统26-27
• 2.3 小结27-28
• 第三章 风电状态监测系统数据集成28-46
• 3.1 引言28
• 3.2 风电控制系统的数据采集28-32
• 3.2.1 OPC接口29-30
• 3.2.2 气象系统参数30
• 3.2.3 风力机系统参数30-32
• 3.3 MCM电机监测仪的数据采集32-33
• 3.4 数据采集单元的数据采集33-39
• 3.4.1 基于Zigbee协议的无线传感器网络34-35
• 3.4.2 声发射信号特征参数35-37
• 3.4.3 振动信号特征参数37-39
• 3.5 数据库设计39-43
• 3.5.1 数据库技术概述39-40
• 3.5.2 数据库结构设计40-43
• 3.6 数据站软件平台设计43-44
• 3.7 小结44-46
• 第四章 声发射信号分析与处理方法研究46-66
• 4.1 引言46
• 4.2 声发射信号分析技术46-47
• 4.3 声发射信号处理47-64
• 4.3.1 用小波分析实现声发射信号预处理47-51
• 4.3.2 声发射信号的特征参数分析51-52
• 4.3.3 声发射信号定位分析52-59
• 4.3.4 裂纹扩展情况分析59-64
• 4.4 小结64-66
• 第五章 振动信号分析与处理方法研究66-86
• 5.1 引言66
• 5.2 滚动轴承的故障特征频率66-68
• 5.3 基于包络谱分析的故障识别68-76
• 5.3.1 包络谱分析原理68
• 5.3.2 滤波处理68-70
• 5.3.3 增加窗函数70-71
• 5.3.4 希尔伯特变换71-72
• 5.3.5 分析结果72-76
• 5.4 基于神经网络的故障识别76-84
• 5.4.1 BP算法的数学描述76-78
• 5.4.2 改进的BP算法78-80
• 5.4.3 分析结果80-84
• 5.5 小结84-86
• 第六章 风电状态监测系统数据集成和分析软件设计86-94
• 6.1 系统数据集成和分析总体结构86-87
• 6.2 系统数据集成和分析软件详细设计87-89
• 6.3 系统实现界面89-93
• 6.3.1 数据集成接口89
• 6.3.2 状态参数显示89-90
• 6.3.3 MCM电机监测仪中的参数显示90-92
• 6.3.4 波形信号分析92-93
• 6.4 小结93-94
• 第七章 结论与展望94-96
• 7.1 本文的主要工作及成果94
• 7.2 进一步工作建议94-96
• 参考文献96-100
• 致谢100-102
• 研究成果及发表的学术论文102-104
• 作者和导师简介104-105
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书105-106

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

前置与后置运算的结果分析    原立涛;李凤玲;

大规模风电监测数据管理平台设计    阚运奇;

基于ARM9的嵌入式数据采集系统开发    祁建光

基于FPGA的风电监测系统数据采集单元设计    韩宏宇

滚动轴承声发射信号特征选取及状态识别方法研究    朱昌堆

基于声发射技术的扭杆裂纹损伤定位方法分析    李爱民;张耀辉;于海涛;

基于Internet的风电场SCADA系统框架设计    宋晓萍;廖明夫;

基于OPC技术的风电厂数据采集与监控系统方案    路小俊;冬大龙;宋斌;唐成虹;

汽轮发电机组振动在线状态监测系统数据采集器的设计    杨璋,缪思恩

一种多数据库系统集成方案的研究    薛庆吉;李亚红;冯东华;

全频谱分析法在机组轴系振动故障诊断中的应用    黄润泽;勒力;

疲劳裂纹的声发射信号检测技术    李耀东,黄成祥,侯力,王小龙

一种新型数字信号处理技术的研究    常鸣,袁慎芳

风能资源评估系统开发与应用    邱凉,鱼京善,秦树林

人工神经网络在混合智能故障诊断技术中的应用研究    唐贵基,田丽洁,田学航

齿轮与滚动轴承故障的振动分析与诊断    孟涛

复合材料飞轮的损伤与断裂的声发射研究    刘怀喜

无线传感器网络通信协议研究    张志东

风电系统动态稳定分析与计算    王晓东

我国风电产业投资战略研究    冯晖

大型风电齿轮箱关键设计技术研究    董进朝

转轮叶片裂纹声发射信号获取的技术基础研究    严海涛

风场气象参数采集及无线通信系统研究    时强

基于Zigbee传感器网络的远程环境监测系统的设计与实现    王刚

边坡系统稳定性多模型综合评价    谢涛,蒋泽中

B/S模式下远程招生信息管理系统的安全机制    宋立洪;

关系代数的相应运算在SQL中的实现    王群芳

条形码技术原理及在大型超市管理中的应用    蒋尚亭;金毅仁;

基于智能出卷系统的自适应难度调节    嵇翛然;陈俊;徐灵哲;

DB2/400数据库数据独立性研究与实现    韩承双,程再玲

基于粗集和神经网络的建模方法研究    孙全玲

基于Rough集和RBF网络的车牌字符识别方法    孙虹;方敏;

一种基于Rough集和RBF网络的模拟电路故障诊断方法    孙虹;龚雪;

安康市烟草病害预测系统研究    胡凤莲;刘宏;

前馈神经网络快速学习算法及应用    仉宝玉;陈义俊;

油液监测技术的分析和研究    张伟;曾安;贺石中;黄志坚;

滑动轴承油膜厚度对转子稳定性的影响    张艾萍;孙伟;叶荣学;徐永胜;孙振涛;

结构损伤探测技术及研究进展    程载斌;王志华;马宏伟;

基于CFD技术的膨胀机轴封用迷宫密封研究    肖云峰;孙译;

基于Matlab的自组织神经网络在地形复杂区遥感图像分类中的应用研究    李石华;金宝轩;

基于GIS的港口信息系统的设计与实现    王耿峰;赵忠东;郗笃刚;史线龙;张哲;

港口地理信息系统的设计与实现    王耿峰;赵忠东;刘玉;郗笃刚;

智能天线技术在无线市话网络中的应用    邵然;姚文琳;杨倩;邢朋波;舒栋;

基于Labview的BESⅢ Slow Control高压系统的设计与实现    陈锡辉;谢小希;高翠山;闵建;聂振东;张银鸿;何奇文;谢一冈;

车载组合导航系统关键技术研究    夏全喜

舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究    冯麟涵

船舶螺旋桨及推进装置故障诊断关键技术研究与应用    欧礼坚

离散频谱校正理论的抗噪性能研究及其在工程中的应用    林慧斌

燃烧诱发热声不稳定特性及控制研究    李国能

基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究    张寿明

轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计    车勇

基于过程控制优化的重组大肠杆菌高密度发酵研究    迟雷

吉林省西部地区盐渍土水分迁移及冻胀特性研究    王文华

灾害应急物流中基于需求分析的应急物资分配问题研究    夏萍

基于开源框架的高校职工住房管理信息系统的设计与实现    孙亮

基于BP神经网络的航段安全评估研究    王浩锋

布里渊散射水下探测目标的自动识别    代宏伟

基于Zigbee技术的智家居监控系统    余冰

多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究    朱晓岭

异构数据资源汇聚的模式及优化问题研究    徐扬

智能瓦斯传感器的研制    滕景忠

基于Hopfield神经网络控制系统的研究    陈少华

青岛华威风电场风能资源分析及选址关键技术研究    张琴

基于UML的计算机组卷系统的分析与设计    李璐璐

基于互信息的滚动轴承故障特征选择方法    李兵;张培林;任国全;刘东升;米双山;

基于异步FIFO的高速采样自适应滤波系统的设计    高金定;刘音;刘雄飞;

希尔伯特变换在电机故障诊断中的应用    刘立生,邱阿瑞

甘肃酒泉风电基地风电预测预报系统    马彦宏;汪宁渤;刘福潮;刘光途;王蛟;

基于CPLD的SPI接口设计    何永泰

风电技术现状及发展趋势    李志梅;赵东标;

整周期采样在机械振动信号采集中的实现    张进明,李蒙,杜彬

CPLD数字倍频原理在旋转机械振动信号采集中的应用    张夏疆;田新启;高虎;

小波分析与Hilbert分析在滚动轴承故障诊断中的应用    卜伶俐;郭建英;蒋凤林;

一种新的聚类算法——粒子群聚类算法    刘靖明,韩丽川,侯立文

轨道车辆轮轴故障检测系统研究    姜长泓

声发射信号处理系统与源识别方法的研究    赵静荣

基于ARM的压力数据采集与控制系统    邓立为

一种嵌入式游戏系统的研究与实现    龚立威

Mallat算法中有限长信号边界处理问题的研究与应用    王佳

文本分类中的特征选择研究    刘玲玲

基于小波分析的超声波透射法基桩检测信号处理    林云飞

兆瓦级失速型风力发电机组电气控制系统的研究    王承凯

基于智能传感器和单片机的温度监测系统    陈浩

基于Windows CE的嵌入式系统研究与应用    李佳

声发射信号处理与分析技术的研究    杨杰

基于小波变换的去噪方法    宋东哲

基于QtE和GPRS的无线数据采集系统在城市供水网中的应用    张艳格

基于ARM的旋转机械无线监测智能数据采集平台设计    李方明

多通道嵌入式数据采集装置的设计与实现    舒望

渐开线齿轮内啮合传动的约束条件分析    姚文席

微波检测原理及其在复合材料中的应用    陆荣林,费云鹏,白宝泉

基于DSP的快速小波分解和重构    吴多,程德福

风力发电机组的传动装置    张展

小波分析在轴承故障诊断中的应用    陆爽,曲守平,张晓辉

无线自组传感器网络    孙雨耕,张静,孙永进,房朝晖

温湿度检测的无线传感器网络    马祖长,孙怡宁

复合材料高压气瓶声发射检测研究    任荣镇，袁振民，侯继东

滚动轴承寿命预测计算新方法    查全,程俊景

Tallian轴承寿命理论解读    杨晓蔚,赵韩,金银木

我国环境监测技术的现状与发展    但德忠;

Zigbee无线传感器网络的研究与实现    杨赓

基于时频能量分析的声发射特征信号的提取方法研究    付元杰

基于ARM的GPRS无线数据传输监控系统    陈波

基于LabVIEW的柴油机状态监测系统    曹雄涛;杜发荣;

频带能量特征法在声发射刀具磨损监测系统中的应用    聂鹏;王东磊;徐涛;关山;

基于声发射监测的金刚石砂轮修整技术研究    迟玉伦;李郝林;

基于声发射信号的转子碰摩故障诊断方法    赵美云;李力;高虹亮;

部分弹流的声发射试验研究    刘国强,张鹏顺

钢壳体动态声发射检测技术的应用    孙东洪;高庆臣;

基于声发射技术的绝缘子在线监测方法的研究    汪奕;

基于小波包分解与支持向量机的金刚笔钝化识别研究    昝涛;王民;费仁元;

岩石压裂过程中的声发射信号研究    周瑶琪;王爱国;陈勇;周振柱;

高温三轴应力下花岗岩声发射中的噪声分析    武晋文;万志军;赵阳升;赵隆茂;李义;

长江三峡链子崖危岩体声发射监测    陈开端;

平面应变状态下岩石凯赛效应的一个力学模型—连续体介质模型    张立稼;

基于小波变换的磨削声发射在线监测方法研究    徐水竹;杨京;张仲宁;程建春;刘翔雄;

高压加热器漏泄信号特征的研究与应用    张艾萍;

作物水胁迫声发射监测系统的研究及应用    霍晓静;杨世凤;钱东平;唐娟;

基于声发射和高阶谱分析的滚动轴承故障诊断    李琳;张永祥;童艳;

磨削加工声发射虚拟仪器系统的不确定度评估    滕家绪;杨军伟;霍晓静;胡仲翔;

地应力状态声发射粗估法的工程实用检验    丁原辰;汪西海;王红才;

高速采集声发射测试系统在复合固体推进剂药条燃速测试中的应用    吴玲玲;刘峰;谭文若;

球形颗粒撞击平板声发射信号模拟及测量分析    黄春燕;沈嘉祺;蔡小舒;

南京首批36个公共建筑安装用电监测系统    吴磊磊

洗浴行业首次入围    记者 尹婷婷

我国棉花主产区初步建立市场监测系统    记者　邓华宁

首都机场噪声与运行监测系统投入运行    姚秀娟

黑龙江移动雨量监测系统投入运行    金鑫 孙广贺 刘涛

我市采取扎实措施迎战主汛期    俊康马健

浅谈网间结算与互联互通监测系统    房超峰

内蒙古网间结算及互联监测系统正式运行    么志洁 张小晶

四川通管局完善互联互通监测系统    甘信建

新疆新能源托海水电厂改造大坝监测系统    王学林 黄玉兰

气固反应器中基于声发射信号的故障检测与诊断    曹翌佳

声发射信号处理系统与源识别方法的研究    赵静荣

基于小波分析的岩石类材料声发射源定位方法研究    康玉梅

基于声发射信号多特征分析与融合的刀具磨损分类与预测技术    关山

基于声发射监测的矿井突水前兆特征信息获取方法的研究    唐守锋

冲击地压预测的声发射信号处理关键技术研究    刘卫东

集成化声发射信号处理平台的研究    张平

涡流激励声发射在金属板裂纹检测中的应用研究    金亮

压缩机预知维护关键技术及监测系统研究    舒浩华

基于声发射信号的集成建模技术及其在颗粒检测中的应用研究    陈惜明

风电监测系统中数据集成与分析方法研究    周璐

隔膜泵单向阀声发射信号的采集监测与分析研究    冯婷

16MnR钢高温环境下拉伸过程声发射信号研究    冯春杰

桥梁拉索疲劳声发射信号处理及损伤分析    胡倩

储油罐底腐蚀声发射信号研究    周祥

罐底腐蚀声发射信号降噪研究    赵佳

基于声发射信号的铣刀故障诊断    陈萍

罐底腐蚀声发射信号传播仿真研究    于洋

基于声发射信号的柴油机排气阀故障诊断技术研究    卢东升

植物超声发射信号的检测与分析    赵慧娜