笼型异步感应风电机组故障诊断中的电参数分析研究

【摘要】：风能作为一种无污染、可再生的绿色能源,对于解决因能源与环境造成的全球可持续性发展所面临的问题具有积极的推动作用,风力发电也日益引起国际社会的重视,近年来取得了长足的发展,风力发电在我国能源结构中所占的比重越来越大。 笼型异步感应风电机组结构简单、成本低、可靠性高,并网方法简单,适合在野外缺少维护的环境下工作,在定速和变速全功率变换风力发电系统中扮演着重要的角色,应用广泛。因此如何对其进行实时监测,快速准确检测其发生的故障,对于保持笼型异步感应风力发电机组长久可靠地运行,提高风力发电机的运行效率有着非常重要的作用。 论文总结了笼型异步感应风电机组常见的故障及故障机理,介绍了目前故障诊断技术的基本原理,针对现有故障诊断技术存在可靠性低、造价高的缺点,提出了一种基于电参数分析为主的故障诊断技术。研究笼型异步感应风电机组机械故障和电气故障时的电参数信号的特征量,找出相应的关系。根据风力场监控网络特点,设计分布式笼型异步感应风力发电机组电参数智能故障诊断系统。对笼型异步感应发电机的主要部件故障状态建模仿真,采用小波包分析对故障信号进行处理,验证笼型异步感应发电机组故障时电参数信号故障特征量提取的准确性。结合智能诊断技术,构建了基于遗传算法优化后的BP神经网络和专家系统的智能诊断模块,仿真和实验验证了设计的可行性。 【关键词】：笼型异步感应发电机组 电参数分析 智能故障诊断
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 风电机组现状及发展趋势10-11
• 1.2.2 风电机组故障诊断技术现状及发展趋势11-12
• 1.2.3 笼型异步风电机组故障诊断技术12-13
• 1.3 论文的主要研究内容和章节安排13-15
• 第二章 笼型异步感应风电机组故障类型与诊断15-24
• 2.1 笼型异步感应风电机组结构15-18
• 2.1.1 风电机组的类型15-16
• 2.1.2 笼型异步感应风电机组的主要结构16-18
• 2.2 笼型异步感应风力发电机组原理与故障分析18-21
• 2.2.1 笼型异步感应风力发电机组系统原理18-20
• 2.2.2 笼型异步感应风电机组故障类型20-21
• 2.3 笼型异步感应发电机组故障诊断方法21-23
• 2.3.1 故障诊断的基本理论21-22
• 2.3.2 故障诊断现有状态监测技术的研究22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 电参数分析在异步感应发电机组故障诊断中的研究24-47
• 3.1 电参数分析故障诊断技术研究24-29
• 3.1.1 电参数分析故障诊断技术的基本原理24
• 3.1.2 小波分析在电参数分析中的应用研究24-29
• 3.2 笼型异步感应发电机组故障的电参数分析29-37
• 3.2.1 齿轮箱故障的电参数分析29-31
• 3.2.2 发电机组故障的电参数分析31-37
• 3.3 智能故障诊断37-44
• 3.3.1 小波包提取故障的电参数特征量37-38
• 3.3.2 智能故障诊断系统38-39
• 3.3.3 智能诊断系统知识库的建立39-42
• 3.3.4 智能故障诊断推理和解释模块42-44
• 3.4 笼型异步感应发电机组故障诊断系统的设计44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 系统仿真分析47-60
• 4.1 笼型异步感应风电机组模型47-57
• 4.1.1 风速模型47-49
• 4.1.2 风力机模型49-50
• 4.1.3 发电机组模型50-57
• 4.2 故障诊断模块的训练和诊断仿真57-59
• 4.3 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果68

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