本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的變槳系統(tǒng)故障預(yù)警方法

  更多相關(guān)文章： 變槳系統(tǒng) 最小二乘法 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 區(qū)間劃分 滑動(dòng)窗口

【摘要】：變槳系統(tǒng)是風(fēng)電機(jī)組重要的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),變槳系統(tǒng)能否正常運(yùn)行直接影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行,而風(fēng)電機(jī)組多工作環(huán)境惡劣地區(qū),經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)、強(qiáng)風(fēng),同時(shí)包括突來陣風(fēng)情況,而變槳系統(tǒng)的主要功能是捕捉風(fēng)能,最大限度的利用風(fēng)能,環(huán)境對(duì)該系統(tǒng)的影響更加明顯。如果不提供行之有效的預(yù)警方案,當(dāng)變槳系統(tǒng)一旦發(fā)生故障,我們在難以展開維修工作的同時(shí),也對(duì)風(fēng)電場造成重大的經(jīng)濟(jì)損失,因此針對(duì)變槳系統(tǒng)的典型故障制定有效的預(yù)警方案,不僅能夠及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)警故障信息,避免發(fā)生嚴(yán)重的故障情況,而且保證機(jī)組的運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性�，F(xiàn)在國內(nèi)外針對(duì)大型復(fù)雜系統(tǒng)的預(yù)警方案提出了眾多研究方案,其中包括變槳系統(tǒng)的三大典型故障。雖然國內(nèi)外提出了各種不同的方案,但大多數(shù)是基于恒定單一閾值預(yù)警或基于某一單參數(shù)劃分工況。這樣的預(yù)警方案存在一定的缺陷,舉例來講,對(duì)于變槳角度故障設(shè)定單一閾值,未考慮到突來陣風(fēng)的影響,提出報(bào)警但實(shí)際并未引起故障；對(duì)于變槳電機(jī)溫度故障來講,設(shè)定單一閾值預(yù)警限,未考慮到環(huán)境溫度和風(fēng)速對(duì)變槳電機(jī)運(yùn)行溫度的影響,而出現(xiàn)誤報(bào)警率高等問題。由于存在各種問題,導(dǎo)致無法合理預(yù)警故障信息,不利于機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。本文在深入研究變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和典型故障原因的基礎(chǔ)上,通過建立FMEA和故障樹分析,深入挖掘數(shù)據(jù)參數(shù)間的內(nèi)在聯(lián)系,結(jié)合SCADA系統(tǒng)的大量歷史和實(shí)測數(shù)據(jù),針對(duì)三種典型故障分別提出預(yù)警方案,以便抑制或解決誤報(bào)警和不報(bào)警情況。針對(duì)變槳角度故障,提出基于最小二乘法擬合歷史數(shù)據(jù)曲線,形成正常運(yùn)行狀態(tài)下模型,采用基于歐氏距離的方法確定單個(gè)葉片的正常工作角度范圍；對(duì)兩個(gè)以上葉片角度差的處理方法采用歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析的方法,確定閾值預(yù)警限,同時(shí)采用滑動(dòng)窗口的方法計(jì)算故障異常率,以此作為預(yù)警指標(biāo),可以通過觀察故障率的走勢,判斷是否出現(xiàn)故障情況。該方法相對(duì)于以閾值作為預(yù)警指標(biāo)的方法,能夠有效預(yù)警的同時(shí),可以觀測到故障異常率的發(fā)展趨勢,降低誤報(bào)警率,保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)變槳轉(zhuǎn)矩故障,提出基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的方法設(shè)定閾值預(yù)警限,通過采用殘差置信區(qū)間的方法設(shè)定預(yù)警指標(biāo),通過計(jì)算殘差的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差來觀察是否超出設(shè)定的置信區(qū)間范圍來判斷是否出現(xiàn)故障情況。該方法簡單有效,從平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的角度出發(fā),減少了異常數(shù)據(jù)對(duì)分析的影響,同時(shí)可以看出整體趨勢的發(fā)展情況,便于總體分析。針對(duì)變槳電機(jī)溫度故障,提出基于區(qū)間劃分的方法,為了避免環(huán)境溫度對(duì)變槳電機(jī)運(yùn)行溫度的影響,提出基于風(fēng)速和變槳電機(jī)與環(huán)境溫度差作為劃分依據(jù),將整體工況劃分為m*n個(gè)區(qū)間,針對(duì)每個(gè)區(qū)間基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析設(shè)定上下預(yù)警限,基于滑動(dòng)窗口計(jì)算故障異常率作為報(bào)警指標(biāo)。該方法將整體工況劃分為不同的區(qū)間,根據(jù)區(qū)間工況變化設(shè)定不同的預(yù)警值,相比單一閾值預(yù)警來講,有效的提高了預(yù)警的準(zhǔn)確性。通過預(yù)警方案可以有效的監(jiān)測故障發(fā)生情況,而FMEA和故障樹分析為故障原因排查和制定詳細(xì)的維修措施提供了保障。本文在預(yù)警的同時(shí),提出了針對(duì)故障主要原因的維修措施,防止事故進(jìn)一步嚴(yán)重化,節(jié)約維修成本,減少維修時(shí)間,提高機(jī)組的運(yùn)行效率。
【關(guān)鍵詞】：變槳系統(tǒng) 最小二乘法 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 區(qū)間劃分 滑動(dòng)窗口
【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5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 選題背景及意義12-13
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢13-15
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢13-14
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢14-15
• 1.3 本文主要內(nèi)容15-17
• 第2章 變槳系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)及典型故障分析17-35
• 2.1 變槳系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)17-20
• 2.1.1 變槳系統(tǒng)功能17
• 2.1.2 變槳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)17-20
• 2.2 變槳系統(tǒng)主要故障類型及故障原因20-22
• 2.2.1 變槳角度故障20-21
• 2.2.2 變槳轉(zhuǎn)矩故障21
• 2.2.3 變槳電機(jī)故障21-22
• 2.3 變槳系統(tǒng)故障模式及其影響分析(FMEA)22-28
• 2.4 變槳系統(tǒng)故障樹建立28-34
• 2.5 本章小節(jié)34-35
• 第3章 基于數(shù)據(jù)分析的變槳系統(tǒng)典型故障預(yù)警35-51
• 3.1 變槳系統(tǒng)典型故障預(yù)警方法及流程35-37
• 3.1.1 變槳角度故障預(yù)警方法及流程35-36
• 3.1.2 變槳轉(zhuǎn)矩故障預(yù)警方法及流程36
• 3.1.3 變槳電機(jī)故障預(yù)警方法及流程36-37
• 3.2 變槳系統(tǒng)典型故障預(yù)警參數(shù)選取37-39
• 3.3 基于最小二乘法的曲線擬合39-43
• 3.3.1 最小二乘法簡介39-41
• 3.3.2 基于歐式距離的偏差度分析41-42
• 3.3.3 基于最小二乘法的變槳角度故障擬合實(shí)例分析42-43
• 3.4 基于數(shù)據(jù)分析的變槳系統(tǒng)故障預(yù)警限設(shè)定43-48
• 3.4.1 變槳角度故障預(yù)警限設(shè)定43-44
• 3.4.2 基于數(shù)據(jù)分析的變槳轉(zhuǎn)矩閾值預(yù)警限設(shè)定44-45
• 3.4.3 變槳電機(jī)溫度故障預(yù)警限設(shè)定45-48
• 3.5 基于滑動(dòng)窗口和置信區(qū)間的預(yù)警指標(biāo)設(shè)定48-50
• 3.5.1 基于滑動(dòng)窗口方法預(yù)警指標(biāo)設(shè)定48
• 3.5.2 基于殘差分析置信區(qū)間預(yù)警指標(biāo)設(shè)定48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第4章 變槳系統(tǒng)典型故障預(yù)警案例分析51-72
• 4.1 預(yù)警參數(shù)的預(yù)處理51-53
• 4.2 變槳角度故障預(yù)警案例分析53-57
• 4.2.1 變槳角度故障預(yù)警案例分析53-57
• 4.2.2 變槳角度故障主要原因排查57
• 4.3 變槳轉(zhuǎn)矩故障預(yù)警案例分析57-61
• 4.3.1 變槳轉(zhuǎn)矩故障預(yù)警案例分析57-61
• 4.3.2 變槳轉(zhuǎn)矩故障主要原因排查61
• 4.4 變槳電機(jī)溫度故障預(yù)警案例分析61-71
• 4.4.1 變槳電機(jī)溫度故障預(yù)警案例分析61-70
• 4.4.2 變槳電機(jī)溫度故障主要原因排查70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第5章 風(fēng)電變槳系統(tǒng)故障診斷方法工程應(yīng)用72-80
• 5.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境72-73
• 5.2 系統(tǒng)開發(fā)路線73-74
• 5.3 SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取與傳輸74-75
• 5.3.1 SCADA數(shù)據(jù)的獲取和傳輸74
• 5.3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)74-75
• 5.4 系統(tǒng)功能75-79
• 5.4.1 變槳系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測功能76
• 5.4.2 變槳系統(tǒng)故障診斷功能76-77
• 5.4.3 故障報(bào)表管理功能77-78
• 5.4.4 變槳系統(tǒng)故障知識(shí)庫功能78-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第6章 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 結(jié)論80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果86-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 康建;;風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)[J];電器工業(yè);2011年07期

2 譚忠富;鞠立偉;;中國風(fēng)電發(fā)展綜述:歷史、現(xiàn)狀、趨勢及政策[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);2013年02期

3 陳建林;陳薦;;新能源科學(xué)與工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)模式探究[J];中國電力教育;2013年22期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李學(xué)偉;基于數(shù)據(jù)挖掘的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)預(yù)測及變槳系統(tǒng)異常識(shí)別[D];重慶大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1062793