本文關(guān)鍵詞：基于模型的風(fēng)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)的研究

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)變槳 液壓變槳 模型 故障預(yù)測(cè) 殘差的均方根 自適應(yīng)閾值

【摘要】：隨著風(fēng)電事業(yè)的迅猛發(fā)展,變槳距風(fēng)機(jī)正在逐步取代定槳距風(fēng)機(jī),成為風(fēng)電機(jī)組的主流機(jī)型。變槳距系統(tǒng)在風(fēng)電機(jī)組中起著至關(guān)重要的作用,它根據(jù)風(fēng)速的大小和功率的變化隨時(shí)對(duì)葉片的槳距角進(jìn)行調(diào)節(jié),從而最大化風(fēng)能轉(zhuǎn)換、穩(wěn)定風(fēng)電機(jī)組的功率;與此同時(shí),變槳距系統(tǒng)的頻繁微調(diào)也加劇了它的磨損和老化,相對(duì)于風(fēng)電機(jī)組的其它部件,變槳距系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性大大增加;而且,變槳距系統(tǒng)安裝在距離地面幾十米高的輪轂內(nèi),內(nèi)部空間十分狹小,從而使得變槳距系統(tǒng)的維修、維護(hù)非常困難,加大了人力、物力等的投入成本;更重要的是,若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)變槳距系統(tǒng)的故障并采取合理的措施進(jìn)行處理,將有可能引發(fā)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)生災(zāi)難性的事故,故對(duì)其進(jìn)行故障預(yù)測(cè)的研究對(duì)延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間和減少風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維修費(fèi)用具有重要意義。本文提出了基于模型的故障預(yù)測(cè)方法對(duì)風(fēng)機(jī)的電動(dòng)和液壓變槳距系統(tǒng)進(jìn)行故障預(yù)測(cè):(1)基于模型的風(fēng)機(jī)電動(dòng)變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)。首先根據(jù)電動(dòng)變槳距系統(tǒng)的控制過程及其結(jié)構(gòu)建立了能反映其動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型,隨之,建立了風(fēng)機(jī)其它關(guān)鍵部件的數(shù)學(xué)模型以構(gòu)成用于電動(dòng)變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)的閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并使之與實(shí)際風(fēng)機(jī)系統(tǒng)并行運(yùn)行,形成殘差;隨后采用殘差的均方根(RMS)作為殘差估計(jì)函數(shù)對(duì)殘差進(jìn)行處理,提取故障特征,將由噪聲、擾動(dòng)等因素引起的殘差變化的最大值作為故障預(yù)測(cè)的閾值,并考慮系統(tǒng)的延遲和誤警率,實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)變槳距機(jī)構(gòu)的故障預(yù)測(cè)。(2)采用結(jié)合自適應(yīng)閾值的基于模型的故障預(yù)測(cè)方法對(duì)風(fēng)機(jī)液壓變槳距系統(tǒng)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)。液壓變槳距系統(tǒng)的工作原理完全不同于電動(dòng)變槳距系統(tǒng),而且結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。本文建立了能體現(xiàn)液壓變槳距系統(tǒng)實(shí)際動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型,并使之與根據(jù)故障建模理論建立的系統(tǒng)的故障模型并行運(yùn)行,隨后采用自適應(yīng)閾值對(duì)其進(jìn)行故障預(yù)測(cè)。自適應(yīng)閾值的采用減小了模型誤差及外界環(huán)境因素對(duì)風(fēng)電機(jī)組液壓變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)的干擾,提高了預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在MATLAB實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,通過編程實(shí)現(xiàn)了以上算法,分別對(duì)電動(dòng)變槳距系統(tǒng)、槳距角傳感器、電液比例方向閥和液壓缸的故障預(yù)測(cè)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,并取得了比較好的仿真結(jié)果,表明了所提方法的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)變槳 液壓變槳 模型 故障預(yù)測(cè) 殘差的均方根 自適應(yīng)閾值
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景和意義10-13
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.3 風(fēng)電機(jī)組故障預(yù)測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本論文的主要工作17-19
• 第2章 風(fēng)機(jī)變槳距系統(tǒng)故障類型與狀態(tài)監(jiān)測(cè)19-25
• 2.1 風(fēng)機(jī)變槳距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與作用19-21
• 2.2 變槳距角控制21
• 2.3 風(fēng)機(jī)變槳距系統(tǒng)常見故障21-23
• 2.3.1 電動(dòng)變槳距系統(tǒng)常見故障21-22
• 2.3.2 液壓變槳距系統(tǒng)常見故障22-23
• 2.4 狀態(tài)監(jiān)測(cè)23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于模型的風(fēng)機(jī)變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)方法25-31
• 3.1 引言25
• 3.2 基于模型的故障預(yù)測(cè)方法的基本原理25-26
• 3.3 故障系統(tǒng)建模26-27
• 3.4 殘差生成方法27-28
• 3.5 殘差評(píng)估及閾值的設(shè)計(jì)28-30
• 3.5.1 殘差估計(jì)函數(shù)28-29
• 3.5.2 閾值設(shè)計(jì)29-30
• 3.6 本章小結(jié)30-31
• 第4章 基于模型的電動(dòng)變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)31-43
• 4.1 引言31
• 4.2 變槳距系統(tǒng)控制過程及其優(yōu)點(diǎn)31-32
• 4.3 用于電動(dòng)變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)的風(fēng)機(jī)模型32-36
• 4.3.1 風(fēng)輪模型33
• 4.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)模型33-34
• 4.3.3 發(fā)電機(jī)模型34
• 4.3.4 槳距角控制器模型34-35
• 4.3.5 電動(dòng)變槳距系統(tǒng)模型35
• 4.3.6 槳距角傳感器模型35-36
• 4.4 電動(dòng)變槳距系統(tǒng)的故障建模36-37
• 4.5 電動(dòng)變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)仿真分析37-41
• 4.5.1 殘差估計(jì)及閾值設(shè)計(jì)37
• 4.5.2 仿真結(jié)果及分析37-41
• 4.6 本章小結(jié)41-43
• 第5章 基于模型的液壓變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)43-56
• 5.1 引言43
• 5.2 液壓變槳距系統(tǒng)43-44
• 5.3 液壓變槳距系統(tǒng)建模44-49
• 5.3.1 液壓變槳距系統(tǒng)各部件模型44-47
• 5.3.2 用于液壓變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)的整機(jī)模型47-48
• 5.3.3 液壓變槳距系統(tǒng)故障建模48-49
• 5.4 液壓變槳距系統(tǒng)故障預(yù)測(cè)仿真分析49-54
• 5.4.1 殘差估計(jì)及閾值設(shè)計(jì)49
• 5.4.2 仿真結(jié)果及分析49-54
• 5.5 本章小結(jié)54-56
• 第6章 結(jié)論與展望56-58
• 6.1 主要工作及成果56-57
• 6.2 需要繼續(xù)進(jìn)行的研究工作57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作64-65
• 致謝65

【相似文獻(xiàn)】

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1 邢作霞;陳雷;孫宏利;王哲;;獨(dú)立變槳距控制策略研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年26期

2 周正葉;洪榮晶;高學(xué)海;王學(xué)輝;;風(fēng)電機(jī)組變槳距功率簡(jiǎn)化計(jì)算方法[J];軸承;2011年11期

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6 姚興佳;劉s，

本文編號(hào)：884409