本文關鍵詞：風力機SCADA數(shù)據(jù)預處理及運行狀態(tài)識別方法研究

  更多相關文章： 風力機 SCADA數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)預處理 功率波動 評價方法 性能劣化

【摘要】：隨著風電行業(yè)的飛速發(fā)展,單機容量不斷增加,單機成本也越來越高,風力機一旦發(fā)生故障,將加大風機制造商和風電場運營商的維護成本,同時各類風力機事故的出現(xiàn)也對風電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來嚴重的負面影響。目前各國學者基于風力機SCADA數(shù)據(jù)挖掘?qū)︼L力機的運行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷方面開展了大量的工作,但由于SCADA數(shù)據(jù)中包含了大量的隨機信息不便處理,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)式風力機為對象,基于風力機原始SCADA數(shù)據(jù),建立了數(shù)據(jù)預處理方法并構建了其評價策略,分析了風速的隨機性對風力機輸出功率的影響,繼而構建了風力機性能劣化模型,為風力機設計和控制提供參考。所開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,更好地判斷風電機組運行狀態(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)用于風電場SCADA數(shù)據(jù)預處理。建立了風電場SCADA數(shù)據(jù)預處理算法三個評價指標,包括1.物理特性一致性;2.采樣時間變化穩(wěn)健性;3.采樣頻率變化穩(wěn)健性。設計了評價指標定量計算公式,用以評價各種預處理算法效果�；诤嗣芏取捣▽θr風電機組SCADA數(shù)據(jù)進行了預處理,分析了風電機組運行特性,包括風速與輸出功率、輪轂轉(zhuǎn)速的關系以及風能利用系數(shù)。以“風—功率”關系模型為基礎,充分考慮風速變化和風向變化對功率波動的影響,定義了風速波動系數(shù)、風向波動系數(shù)和綜合影響因子,建立了風速波動—功率波動一維評價模型、風向波動—功率波動一維評價模型,以及風速、風向波動—功率波動二維評價模型。將風力機劃分為風能捕獲系數(shù)恒定區(qū)、過渡區(qū)和功率恒定區(qū)三個階段,分析了各階段功率波動的特征。提出了風力機性能劣化的評價指標并對其進行了機理分析,建立了風能利用系數(shù)指標、功率波動特性指標、機艙振動特性指標、溫度波動特性指標的描述形式。采用單一機組歷史狀態(tài)縱向比較和多臺機組運行狀態(tài)橫向比較,運用逐值對比法和加權平均法對風力機性能劣化程度進行評價,判斷了風力機的劣化程度。
【關鍵詞】：風力機 SCADA數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)預處理 功率波動 評價方法 性能劣化
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題來源與研究意義10-16
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究背景與意義10-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 基于理論和實驗研究對風力機進行故障分析16-17
• 1.2.2 基于SCADA數(shù)據(jù)對風力機進行故障分析17
• 1.2.3 基于SCADA數(shù)據(jù)對風力機進行狀態(tài)監(jiān)測分析17-19
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 基于SCADA數(shù)據(jù)風力機運行特性分析20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 風力機SCADA系統(tǒng)20-21
• 2.3 基于SCADA數(shù)據(jù)的風資源特性分析21-26
• 2.3.1 風的物理特性21-22
• 2.3.2 風資源特性分析22-26
• 2.4 基于SCADA數(shù)據(jù)的風力機運行特性26-30
• 2.4.1 風力機能量轉(zhuǎn)換原理26
• 2.4.2 風力機運行特性分析26-30
• 2.5 本章小結30-32
• 第三章 風電場SCADA數(shù)據(jù)預處理方法及評價策略32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 SCADA數(shù)據(jù)預處理方法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)預處理方法評價策略36-40
• 3.3.1 物理特性一致性36-37
• 3.3.2 采樣時間變化穩(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)預處理的系統(tǒng)物理特性分析40-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第四章 基于SCADA數(shù)據(jù)風力機功率波動評價方法42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 風力機“風—功率”關系模型42-43
• 4.3 風速波動—功率波動一維評價模型43-48
• 4.3.1 風力機運行工況43-44
• 4.3.2 風速波動系數(shù)44-45
• 4.3.3 風速波動—功率波動分析45-48
• 4.4 風向波動—功率波動一維評價模型48-51
• 4.4.1 風向波動系數(shù)48-50
• 4.4.2 風向波動—功率波動分析50-51
• 4.5 風速、風向波動—功率波動二維評價模型51-54
• 4.5.1 綜合影響因子（幅值、相位）定義51-52
• 4.5.2 風向、風向波動—功率波動分析52-54
• 4.6 結論54-56
• 第五章 基于SCADA數(shù)據(jù)風力機性能劣化評價方法56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 風力機性能劣化的評價指標及機理分析56-58
• 5.3 評價指標的描述模型58-60
• 5.4 風力機性能劣化狀態(tài)的評價方式60-63
• 5.4.1 單一機組歷史狀態(tài)縱向比較60-62
• 5.4.2 多臺機組運行狀態(tài)橫向比較62-63
• 5.5 結論63-64
• 第六章 結論與展望64-66
• 6.1 論文總結64-65
• 6.2 工作展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 附錄：攻讀碩士學位期間主要研究成果目錄71

【參考文獻】

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本文編號：990865