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基于C/S架构的风电机组传动系统网络化监测系统研发

关注热度:89   来源:新能源学术论文  作者:刘鹏
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【摘要】:风能作为一种资源丰富、清洁环保的可再生资源,近年来日益受到世界各国的重视,风电机组的装机量也迅速增加。然而由于地处偏远、工况恶劣、结构复杂、检修困难等客观条件,风电机组传动系统故障导致的停机时间长,经济损失严重。同时,风场规模越来越大,风机数量逐渐增加,单机监测已经不能满足现场需要。因此开展风电机组传动系统网络化状态监测研究,开发远程分布式状态监测系统,对预防和减少风电机组故障,提高经济效益,具有重要工程价值。本文主要工作如下: 提出了风电机组传动系统振动状态监测策略。根据风电机组传动系统内部复杂结构,计算了其传动比和各个零部件的故障特征频率,分析其常见故障,为整个风电机组传动系统的监测策略,参数设置,信号分析,阈值报警等提供了理论依据。 总体设计了风电机组传动系统网络化状态监测系统结构。设计了基于C/S架构的网络化状态监测系统总体框架,分析了其特点。利用模块化思想,组建了网络化状态监测系统模块。分别对数据采集模块和状态监测模块进行了流程设计,为后续软件编写提供了重要支撑。列出了整个网络化监测系统的运行流程,检验设计的合理性。 研究了风电机组传动系统信号分析方法。实现了风电机组中常用的时域分析,频域分析,图谱分析和故障分析,包括时域特征统计,自谱分析,倒谱分析,机组全貌图,趋势棒值图,轴心轨迹,色谱图,3D瀑布图,圆度图,联合分布,阶次跟踪等,能够有效监测风电机组传动系统的运行状态。 开发了一套具有自主知识产权的风电机组传动系统网络化监测系统。主要包括数据采集软件,状态监测软件,数据库服务器等,实现了不同风电机组数据之间的相互传输和访问。数据采集软件将采集数据存储到指定IP的SQL Server数据库中,状态监测软件既可以向指定的数据采集软件发送实时传输的命令请求,处理实时数据,也可以访问访问指定IP的SQL Server数据库,处理历史数据,解决了远程状态监测的网络化问题。经过现场测试,可以满足风电机组传动系统网络化状态监测的需求。
【关键词】:风电机组传动系统 C/S架构 网络化 状态监测
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM315;TP274
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-9
  • 1 绪论9-19
  • 1.1 课题来源9
  • 1.2 课题背景和研究意义9-11
  • 1.3 风电机组传动系统网络化监测国内外现状11-17
  • 1.3.1 风电机组传动系统网络化监测技术国内外现状11-13
  • 1.3.2 风电机组传动系统网络化监测系统国内外现状13-17
  • 1.4 论文主要工作和内容安排17-19
  • 1.4.1 论文主要工作17-18
  • 1.4.2 论文内容安排18-19
  • 2 风电机组传动系统振动状态监测策略19-33
  • 2.1 风电机组传动系统19-20
  • 2.2 增速箱故障特征频率计算20-24
  • 2.2.1 增速箱传动比计算21-22
  • 2.2.2 齿轮故障特征频率计算22-23
  • 2.2.3 滚动轴承故障特征频率计算23-24
  • 2.3 风电机组传动系统振动状态监测策略分析24-31
  • 2.3.1 常见故障分析24-25
  • 2.3.2 测点选择分析25-27
  • 2.3.3 硬件选型分析27-30
  • 2.3.4 传感器安装30-31
  • 2.4 本章小结31-33
  • 3 风电机组传动系统网络化监测系统总体设计33-45
  • 3.1 网络化监测系统需求分析33-34
  • 3.2 网络化监测系统总体框架34-38
  • 3.2.1 总体框架设计34-36
  • 3.2.2 总体框架特点36-38
  • 3.3 网络化监测系统模块设计38-42
  • 3.3.1 数据采集模块设计38-39
  • 3.3.2 状态监测模块设计39-40
  • 3.3.3 数据库服务器设计40-42
  • 3.4 网络化监测系统运行流程42-43
  • 3.5 本章小结43-45
  • 4 风电机组传动系统信号分析方法研究45-63
  • 4.1 时域分析45-46
  • 4.1.1 时域特征统计45-46
  • 4.1.2 时间同步平均46
  • 4.2 频域分析46-53
  • 4.2.1 自谱分析46-48
  • 4.2.2 倒谱分析48-49
  • 4.2.3 解调分析49-52
  • 4.2.4 频谱诊断52-53
  • 4.3 图谱分析53-61
  • 4.3.1 机组全貌图53-54
  • 4.3.2 趋势棒值图54-55
  • 4.3.3 联合分布图55-56
  • 4.3.4 圆度图56
  • 4.3.5 轴心轨迹56-58
  • 4.3.6 色谱图58-59
  • 4.3.7 3D 瀑布图59
  • 4.3.8 阶次跟踪59-61
  • 4.4 本章小结61-63
  • 5 风电机组传动系统网络化监测系统开发63-79
  • 5.1 模块化系统软件开发63-68
  • 5.1.1 数据采集软件开发63-65
  • 5.1.2 状态监测软件开发65-67
  • 5.1.3 数据库服务器开发67-68
  • 5.2 总体系统运行管理68-73
  • 5.2.1 系统组网运行管理68-70
  • 5.2.2 系统监测运行管理70-72
  • 5.2.3 系统预警运行管理72-73
  • 5.3 应用实例73-77
  • 5.4 本章小结77-79
  • 6 总结与展望79-81
  • 6.1 本文工作总结79
  • 6.2 后续研究工作展望79-81
  • 致谢81-83
  • 参考文献83-89
  • 附录89
  • A 作者在攻读学位期间发表的论文目录89
  • B 作者在攻读学位期间参与的科研项目89


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关键词: 风电机组传动系统

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