發(fā)布時(shí)間：2017-10-08 00:11

  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)力機(jī)SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理及運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別方法研究

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【摘要】：隨著風(fēng)電行業(yè)的飛速發(fā)展,單機(jī)容量不斷增加,單機(jī)成本也越來(lái)越高,風(fēng)力機(jī)一旦發(fā)生故障,將加大風(fēng)機(jī)制造商和風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商的維護(hù)成本,同時(shí)各類(lèi)風(fēng)力機(jī)事故的出現(xiàn)也對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。目前各國(guó)學(xué)者基于風(fēng)力機(jī)SCADA數(shù)據(jù)挖掘?qū)︼L(fēng)力機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷方面開(kāi)展了大量的工作,但由于SCADA數(shù)據(jù)中包含了大量的隨機(jī)信息不便處理,現(xiàn)有的研究也主要集中在理論與方法的探索階段。本文以某2MW直驅(qū)式風(fēng)力機(jī)為對(duì)象,基于風(fēng)力機(jī)原始SCADA數(shù)據(jù),建立了數(shù)據(jù)預(yù)處理方法并構(gòu)建了其評(píng)價(jià)策略,分析了風(fēng)速的隨機(jī)性對(duì)風(fēng)力機(jī)輸出功率的影響,繼而構(gòu)建了風(fēng)力機(jī)性能劣化模型,為風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)和控制提供參考。所開(kāi)展的主要研究工作如下:為了從SCADA數(shù)據(jù)中獲得更明確的物理信息,更好地判斷風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài),分別將常規(guī)平均數(shù)法、最小二乘法和本文提出的非參數(shù)法(核密度—均值法)用于風(fēng)電場(chǎng)SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理。建立了風(fēng)電場(chǎng)SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理算法三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),包括1.物理特性一致性;2.采樣時(shí)間變化穩(wěn)健性;3.采樣頻率變化穩(wěn)健性。設(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)指標(biāo)定量計(jì)算公式,用以評(píng)價(jià)各種預(yù)處理算法效果�；诤嗣芏取捣▽�(duì)全工況風(fēng)電機(jī)組SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理,分析了風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性,包括風(fēng)速與輸出功率、輪轂轉(zhuǎn)速的關(guān)系以及風(fēng)能利用系數(shù)。以“風(fēng)—功率”關(guān)系模型為基礎(chǔ),充分考慮風(fēng)速變化和風(fēng)向變化對(duì)功率波動(dòng)的影響,定義了風(fēng)速波動(dòng)系數(shù)、風(fēng)向波動(dòng)系數(shù)和綜合影響因子,建立了風(fēng)速波動(dòng)—功率波動(dòng)一維評(píng)價(jià)模型、風(fēng)向波動(dòng)—功率波動(dòng)一維評(píng)價(jià)模型,以及風(fēng)速、風(fēng)向波動(dòng)—功率波動(dòng)二維評(píng)價(jià)模型。將風(fēng)力機(jī)劃分為風(fēng)能捕獲系數(shù)恒定區(qū)、過(guò)渡區(qū)和功率恒定區(qū)三個(gè)階段,分析了各階段功率波動(dòng)的特征。提出了風(fēng)力機(jī)性能劣化的評(píng)價(jià)指標(biāo)并對(duì)其進(jìn)行了機(jī)理分析,建立了風(fēng)能利用系數(shù)指標(biāo)、功率波動(dòng)特性指標(biāo)、機(jī)艙振動(dòng)特性指標(biāo)、溫度波動(dòng)特性指標(biāo)的描述形式。采用單一機(jī)組歷史狀態(tài)縱向比較和多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)橫向比較,運(yùn)用逐值對(duì)比法和加權(quán)平均法對(duì)風(fēng)力機(jī)性能劣化程度進(jìn)行評(píng)價(jià),判斷了風(fēng)力機(jī)的劣化程度。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力機(jī) SCADA數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)預(yù)處理 功率波動(dòng) 評(píng)價(jià)方法 性能劣化
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題來(lái)源與研究意義10-16
• 1.1.1 課題來(lái)源10
• 1.1.2 研究背景與意義10-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 基于理論和實(shí)驗(yàn)研究對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行故障分析16-17
• 1.2.2 基于SCADA數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行故障分析17
• 1.2.3 基于SCADA數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析17-19
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 基于SCADA數(shù)據(jù)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性分析20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 風(fēng)力機(jī)SCADA系統(tǒng)20-21
• 2.3 基于SCADA數(shù)據(jù)的風(fēng)資源特性分析21-26
• 2.3.1 風(fēng)的物理特性21-22
• 2.3.2 風(fēng)資源特性分析22-26
• 2.4 基于SCADA數(shù)據(jù)的風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性26-30
• 2.4.1 風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)換原理26
• 2.4.2 風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性分析26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第三章 風(fēng)電場(chǎng)SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理方法及評(píng)價(jià)策略32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理方法32-36
• 3.2.1 平均數(shù)法32-34
• 3.2.2 最小二乘法34
• 3.2.3 非參數(shù)法（核密度—均值法）34-36
• 3.3 SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理方法評(píng)價(jià)策略36-40
• 3.3.1 物理特性一致性36-37
• 3.3.2 采樣時(shí)間變化穩(wěn)健性37-39
• 3.3.3 采樣頻率變化穩(wěn)健性39-40
• 3.4 基于數(shù)據(jù)預(yù)處理的系統(tǒng)物理特性分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于SCADA數(shù)據(jù)風(fēng)力機(jī)功率波動(dòng)評(píng)價(jià)方法42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 風(fēng)力機(jī)“風(fēng)—功率”關(guān)系模型42-43
• 4.3 風(fēng)速波動(dòng)—功率波動(dòng)一維評(píng)價(jià)模型43-48
• 4.3.1 風(fēng)力機(jī)運(yùn)行工況43-44
• 4.3.2 風(fēng)速波動(dòng)系數(shù)44-45
• 4.3.3 風(fēng)速波動(dòng)—功率波動(dòng)分析45-48
• 4.4 風(fēng)向波動(dòng)—功率波動(dòng)一維評(píng)價(jià)模型48-51
• 4.4.1 風(fēng)向波動(dòng)系數(shù)48-50
• 4.4.2 風(fēng)向波動(dòng)—功率波動(dòng)分析50-51
• 4.5 風(fēng)速、風(fēng)向波動(dòng)—功率波動(dòng)二維評(píng)價(jià)模型51-54
• 4.5.1 綜合影響因子（幅值、相位）定義51-52
• 4.5.2 風(fēng)向、風(fēng)向波動(dòng)—功率波動(dòng)分析52-54
• 4.6 結(jié)論54-56
• 第五章 基于SCADA數(shù)據(jù)風(fēng)力機(jī)性能劣化評(píng)價(jià)方法56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 風(fēng)力機(jī)性能劣化的評(píng)價(jià)指標(biāo)及機(jī)理分析56-58
• 5.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的描述模型58-60
• 5.4 風(fēng)力機(jī)性能劣化狀態(tài)的評(píng)價(jià)方式60-63
• 5.4.1 單一機(jī)組歷史狀態(tài)縱向比較60-62
• 5.4.2 多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)橫向比較62-63
• 5.5 結(jié)論63-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 論文總結(jié)64-65
• 6.2 工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果目錄71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：990865