电力电子技术 五、风光发电 7.风电机组的运行状态评价技术研究 郑 源.ppt

6.2 知识库的建立 风力机故障诊断专家系统开发过程中，关键的一步是要把风能专家的相关知识抽象化，形成知识库中的知识，供推理调度执行。这个过程可分为两步进行： (1) 对获得的300 多例专家经验知识进行精化、检查等处理，得到知识的产生式规则表示形式。 (2) 将产生式规则转变成可供推理机程序模块调度执行的存储信息。这些存储信息包括征兆的隶属度，故障征兆2原因的模糊关系矩阵和故障诊断原则。 6.3　故障推理诊断过程 本系统在模糊故障诊断过程中采用正向推理，推理机首先确定故障征兆向量X， 然后进行模糊运算Y = X·R， 最后进行阈值诊断，确定风力机出现故障的原因。模糊推理流程图如右图。 7 状态检测的传感器安装 风力机有三种振动模式，分别为风轮的横向、轴向在线监测和故障预测，围绕塔柱的扭矩振动监测。三种振动模式如右图中箭头所示，为此需采用三个传感器对其进行监测。 传感器的安装位置（1~5为传感器） 状态监测系统示意图 8.硬件安装位置 9.1 成功案例1 对内陆的S70型风力机进行设计和优化。叶片采用变桨距控制。转子由轮毂中固定的滚柱轴承支撑，第二个风轮轴承被融入齿轮箱。齿轮箱具有三级设计，一级为行星齿轮，两个正齿轮。发电机采用异步双反馈发电机，变速运行。 为了检测和量化机舱的振动，通常需要三个加速度传感器。一个安装在风轮的轴向，其它两个在风轮的横向。 测量结果和数据处理 处理结果 机舱的前、后振动频率 齿轮箱输入级位置测量到的机舱振动 9.2 成功案例2 Nordic 1000风电场位于格兰特岛西南的一个Nasudden半岛，距离瑞典Visby机场70km。 现场数据值（电力输出、发电机转速和风速） 9.3 成功案例3 Vestas V90是三叶片变桨距变速控制风力机。齿轮箱有一个行星齿轮和两个斜齿轮。V90建在德国的东北部，其周围用地主要是农业用地。 数据处理结果 9.4 成功案例4 采用的是NM80风力机，有三个传感器安装在齿轮箱，从转子到发电机数起，一个直接安装在第一个输入级轴的轴承上方，以便与第三级齿轮相靠近。第二个传感器按长在靠近中间轴。这个轴承朝向转子，由于压铸齿轮箱的缘故，无法将其安装在另一端。也有部分传感器安装在发电机上。 一年的测量数据显示 时域曲线 9.5 成功案例5 N60风力机叶片直径为60m，是1.3MW风力机。风力机是三叶片，水平轴，迎风设计，由高质量玻璃纤维制作。叶尖可以旋转85°，作为空气动力学刹车。 齿轮箱输入级带宽为100HZ的频谱图 齿轮箱外壳的振动包络线 10 结论 通过对海上风电场运行环境和地理环境的分析，三种风电场运行状态的评价手段比较得出：应减少风电场的往返程序次数。提出海上风电场应根据风电机组实际情况有计划的对风电场进行维修，需采用先进的故障诊断技术来对其运行状态进行评价。 通过对传感器采集到的数据进行处理分析，得出机组运行的实际状态。 报告给出了故障信号分析的方法，和建立故障诊断专家系统的主要方法，列出了风力机机舱中故障信号传感器的安放位置。 最后，列出了采用故障诊断专家系统在国外陆地风电场的成果应该案例 风电机组的运行状态评价技术研究河海大学郑源2013.1 目录 1 绪论 2 风力机状态评价方案 3 风力机常见故障 4 在线监测 5. 故障原理 6 故障诊断模糊综合评判方法 7 状态检测的传感器安装 8 硬件安装位置 9 成功案例 1.绪论 风力发电成为了21世纪大规模发展的一种可在生清洁能源。 风从海面吹向陆地，由于地面的粗糙，使得风速逐步降低，因而内陆风速通常较低。而在海域和近海区域，地域平坦，风能资源很丰富。因此近海风电场的开发和利用备受重视。 海上风电机组稳定安全的运行技术的要求很高，其的维修技术要求也很高，需要更加科学合理。 2.风力机状态评价方案 2.1 定期维护 定期维护是对风力机电机组周期性地进行检查和维护。周期长短可按照系统部件的特点来确定。 定期维护具有停机的几率低，维护可有计划的执行、配件的补给比较方便等优点。但其缺点也是显而易见的，如：配件不能被最大限度地利用，没有达到使用寿命就被更换，资源浪费较高，经济性较差等等。 2.2 停机检修 风力发电机组停机进行检修的概率较小，除非风力机系统中部件发生了重大故障，不得不停机进行维修。 停机检修具有维修成本较低的优点。其缺点：发生大故障的风险较大，很可能导致长时间的停机；不能按计划进行维修；配件供给比较复杂，需要尽可能长的供应时间。 2.3 状态监测