风电机组运行状态监测与分析

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1、国内图书分类号：TK83国际图书分类号：621．3学校代码：10079密级：公开专业硕士学位论文风电机组运行状态监测与分析硕士研究生：导师：申请学位：专业领域：培养方式：所在学院：答辩日期：授予学位单位：朱雯孙建平教授工程硕士控制工程全日制控制与计算机工程学院2013年3月华北电力大学ClassifledIndex：TK83U．D．C：621．3ThesisfortheMasterDegree嬲39㈣090㈣2Y2WindTurbinesOperationStateMonitoringandAnalysisCandidate：Supervisor：School：Dat

2、eofDefence：Degree-Conferring-Institution：Zhu眙nProf．SunJianpingSchoolofControlandComputerEngineeringMarch，2013NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《风电机组运行状态监测与分析》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集

3、体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：矽f3年3月7日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《风电机组运行状态监测与分析》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属予(请在以下相应方框内打“√")：

4、保密口，在年解密后适用本授权书不保密∥作者签名：日期：．2018年弓月7日导师貔持々予嗽．2015年3月7日华北电力大学硕士学位论文摘要风能是世界公认的清洁、绿色能源，风电是低碳能源中发展最快的一种发电技术，它是继火电、水电和核电之后的第四大主要发电能源，是除水电外可再生能源中第一种全球装机容量超过1亿千瓦的电力能源。风电在大力发展的同时，也产生了一系列迫切需要解决的问题，如随着风电机组使用寿命的增长，机组故障增多，维护成本增加，风电机组的运行维护就成为其迫切需要解决的问题之一。风电机组在条件恶劣的环境中工作，如环境温度变化大，风沙、风速变化随机等，这些不确定的因素导

5、致机组各部件发生故障的概率高，特别是当齿轮箱、发电机等重要部件发生故障造成停机时，它不仅影响机组本身的可利用率，还严重影响发电量，造成不必要的经济损失。而且大型风电机组的主要部件位于高达上百米的塔架顶部，对其主要部件如叶片、齿轮箱、发电机等的维护和检修都需要采用吊车等特殊设备。特别是海上风机，部件的维护还需要租用船只，等待适合的天气等。据统计，对于装机为设计寿命20年的风电场，运行维护成本可达到总收入的10％-15％，而海上风电场的运行维护成本高达风电场总收入的20％一25％。本文首先对从风电场的SCADA(SupervisoryControlandDataAcqui

6、sition)系统中采集到的风机数据进行分析和数据处理，然后利用MSET(MultivariateStateEstimationTechnique)方法对风电机组的齿轮箱轴承温度进行状态估计，得出齿轮箱轴承温度的估计值，接着利用滑动窗口残差统计方法对齿轮箱轴承温度的估计值和实际值之间的残差进行分析，选择合适的滑动窗口，从而得到风电机组齿轮箱轴承温度的残差均值。残差均值的变化能够反映出齿轮箱轴承温度的变化趋势，利用残差均值的实时变化趋势来监测齿轮箱轴承温度是否变化异常，从而进一步的监测齿轮箱是否正常运行。在监测实时残差均值曲线时，要提前设置好残差的阈值区间，当残差均值超

7、过设定好的阈值区间时，系统就会对对齿轮箱轴承温度进行预警，提醒工作人员齿轮箱运行存在安全隐患，要及时对该设备进行检修，提前制定出检修计划，避免造成巨大的经济损失和严重事故。关键词：SCADA；故障；预警；仿真华北电力大学硕士学位论文Abstract．Windpowerasthecleanandgreenenergyintheworldanditisthefastestgrowingpowergenerationtechnologyinthelowcarbonenergy,itisthefourthmajorpowergenerationafterth