隨著全球變暖和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻,發(fā)展可再生清潔能源成為解決環(huán)境和能源問題的必然選擇。風(fēng)能作為一種取之不盡用之不竭的可再生新能源,近十幾年來在全球范圍內(nèi)得到了高度重視,其與傳統(tǒng)能源相比在節(jié)能減排、生態(tài)保護(hù)、環(huán)境保護(hù)方面具有顯著的優(yōu)勢。近年來,我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展也十分迅猛,目前在全國各類電力生產(chǎn)比例中風(fēng)電已成為繼煤電和水電之后第三大電源。隨著風(fēng)電的快速發(fā)展,大型風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行故障問題也日益突出。目前,我國已投運(yùn)的風(fēng)電機(jī)組開始進(jìn)入故障的高發(fā)期,其中運(yùn)行2-3年以上的兆瓦級風(fēng)電機(jī)組故障率高達(dá)5%。風(fēng)電機(jī)組故障的發(fā)生不但嚴(yán)重影響風(fēng)電場的發(fā)電量,而且大大增加風(fēng)電場的維護(hù)成本。因此,引入風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),對故障征兆進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)警,對保障風(fēng)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。本課題研究了基于ARM和FPGA的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),著重對系統(tǒng)構(gòu)架、硬件設(shè)計和傳動系統(tǒng)故障信號分析及診斷等幾個方面展開了研究,主要工作如下:（1）闡述了國內(nèi)外風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r,分析了本課題的可行性和應(yīng)用前景。設(shè)計了振動信號差動放大、積分、濾波等預(yù)調(diào)理級聯(lián)電路,并通過仿真驗證了電路的有效性;為了保證鍵相信號整形電路的... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球風(fēng)電累計裝機(jī)容量（2001年-2016年）

圖 1-2 全球風(fēng)電年新裝機(jī)容量（2001 年-2016 年）圖 1-3 中國新增和累計風(fēng)電裝機(jī)容量（2006 年-2016 年）我國風(fēng)電在快速發(fā)展的同時，大型風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行故障問題也日益突出。大型風(fēng)電機(jī)組通常工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常受到暴曬、雷雨、霜凍等惡劣自然環(huán)境的影響，風(fēng)機(jī)的選址也一般選在風(fēng)湍流強(qiáng)度較大的地區(qū)，容易造成風(fēng)機(jī)瞬時載荷波動過大。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長期在這種惡劣的變工況條件下運(yùn)行，傳動系統(tǒng)極易發(fā)生故障，而一旦出現(xiàn)故障，設(shè)備的拆裝運(yùn)輸、維修費(fèi)用以及由此產(chǎn)生的停機(jī)將給風(fēng)電場帶

圖 1-3 中國新增和累計風(fēng)電裝機(jī)容量（2006 年-2016 年）我國風(fēng)電在快速發(fā)展的同時，大型風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行故障問題也日益突出。大型風(fēng)電機(jī)組通常工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常受到暴曬、雷雨、霜凍等惡劣自然環(huán)境的影響，風(fēng)機(jī)的選址也一般選在風(fēng)湍流強(qiáng)度較大的地區(qū)，容易造成風(fēng)機(jī)瞬時載荷波動過大。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長期在這種惡劣的變工況條件下運(yùn)行，傳動系統(tǒng)極易發(fā)生故障，而一旦出現(xiàn)故障，設(shè)備的拆裝運(yùn)輸、維修費(fèi)用以及由此產(chǎn)生的停機(jī)將給風(fēng)電場帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計，對于一個設(shè)計壽命 20 年的風(fēng)電機(jī)組而言，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用占到機(jī)組發(fā)電總收入的 10～15%，海上風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)維費(fèi)更是達(dá)到總收入的 20～25%[5]。目前，我國已投運(yùn)風(fēng)電機(jī)組開始進(jìn)入故障高發(fā)階段，風(fēng)電場粗放的管理模式已顯露弊端，出現(xiàn)了大量齒輪箱損壞、葉片裂紋、電機(jī)著火、控制失靈等事故，特別是對于運(yùn)行 2-3 年以上的兆瓦級風(fēng)電機(jī)組，其故障率高達(dá) 5% 。當(dāng)前我國風(fēng)電場中風(fēng)電機(jī)組的平均可利用率普遍低于 95%，除了風(fēng)電接入系統(tǒng)不具備條件外，風(fēng)電機(jī)組故障率高是其中一個重要因素[6]。風(fēng)電機(jī)組故障的發(fā)生不僅嚴(yán)重影響發(fā)電量，而且大大增加了風(fēng)電場維護(hù)成本，嚴(yán)重?fù)p害了風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益[7]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3014864