风力机叶片在线视觉监测与故障诊断系统研究
发布时间：2020-05-30 12:54
【摘要】：风力发电作为目前最成熟的新能源发电技术正受到越来越多的关注。风力机叶片是风力发电机组吸收风能的关键部件,造价占整个机组的23%以上。大型风力发电机组工况复杂恶劣,叶片运行时,所受载荷不定,长期运行的叶片会出现不同程度的裂纹或过度变形,最终引起叶片断裂故障。叶片断裂未及时发现继续运行,将会给机组带来灾难性事故。经过对风力发电叶片断裂机理及断裂方式进行分析研究,结合实际工况,通过在叶尖增加标记的方式提出动态性位置偏差法对叶片故障进行检测。为提高故障诊断准确性,提出自适应阈值法及经验公式,同时使用延时判断法以消除非故障因素影响。叶片运行状态监测实验证明以上方法有良好的可靠性、鲁棒性。本课题的主要研究成果包括:(1)调研了风力发电机组结构和叶片气动性能,并对风电叶片的断裂形式和机理进行分析和研究。总结了设备故障诊断与运行状态检测技术的发展进程。(2)从图像处理、计算机视觉角度,提出一种有效的风力机叶片远程在线监测方法—位置偏差法。该方法充分考虑工作环境、故障模式、自然弯曲或变桨等因素对图像提取结果的影响。(3)为提高上述方法的故障诊断精准性、系统监测稳定性和预警高效性,提出了以此为核心的自适应阈值法、延时判断法、过程判断法、故障类型预判法并推导出提高预判精度的比例系数补偿值。(4)研制了一套基于计算机视觉的风力机叶片在线状态监测与故障诊断模型系统,包括风力发电机模型、基于PLC的控制子系统、基于相机的视觉监测子系统和利用以太网、RS485通信的数据传输子系统。充分模拟实际环境,对上述理论进行验证,证明了其准确性和有效性。(5)设计适应于室外复杂环境的风力机叶片远程监控系统,对相机、补光灯等关键设备的选型进行分析,并初步设计风力机叶片故障数据云计算模型。基于所做研究成果,申报天津市科技支撑计划。
【图文】：
实现东中西部陆上风电和近远海风电的全面发展。至２０１７年底，在我国风能依逡逑然是仅次于火电与水电的第三大电力资源，远超核电，并仍在快速发展。２０１０－２０１７逡逑年中国风电新增及累计容量如图１－２所示。逡逑１Ｓ３逡逑１６０逡逑Ｗ０逡逑１２０逡逑１００逡逑Ｅ０逡逑６０逡逑＾邋ｒｔ：：邋？逦－－逦－邋ｍ邋Ｌ＇邋ｌ逡逑２Ｄ１Ｄ逦２Ｄ１１逦２Ｄ１２逦２邋０１３逦２０１４逦２０１５逦２０１６逡逑＿y熠^w网容皇（ＧＭ全年累计装机咨皇（ＧＷ）逡逑图１－２中国历年风电并网累计及新X椚萘垮义希疲椋纾澹保插澹伲澹幔颍铮睿澹幔蝈澹悖酰恚酰欤幔簦椋觯邋澹幔睿溴澹睿澹麇澹悖幔穑幔悖椋簦澹铮驽澹鳎椋睿溴澹穑铮鳎澹蝈澹椋铄澹茫瑁椋睿徨义显诜缌Ψ⒌绲玫窖杆俜⒄沟耐保缁榈募煨尬ふ鸾コ晌圃挤绲绮悼戾义纤俜⒄沟钠烤薄Ｒ环矫妫捎诖蠖喾缁ぷ骰肪扯窳忧页Ｄ甏τ诮槐湓睾上略诵校礤义弦环矫妫壳坝置挥杏行У姆椒ǘ苑缁榻惺凳奔嗖狻Ｒ虼耍诜绲绮蹈咚俜⒄埂㈠义戏缁槭坎欢显黾拥耐保髦中问椒缁收弦苍谥鹉暝黾印７绲缁榈囊镀蛲溴义锨蚨狭压收稀⒎缌Ψ⒌缁萋窒洹⒎⒌缁约爸髦岫狭选⑸渤凳Я榈榷蓟岬贾率鹿叔义系姆⑸６嗄昀矗蚋鞯胤绯》缁诵惺鹿试诓欢铣鱿帧Ｕ獠唤龈液推笠翟斐慑义狭搜现氐木盟鹗В惭现赜跋熳殴ぷ魅嗽钡纳撇踩＠纾玻埃保澳辏痹麓筇棋义献笤葡钅恳蚬ぷ魅嗽贝笠猓炊员ň藕抛龀鱿嘤Φ拇恚率拐龇缁⑸洛义瞎剩煌辏痹露鼙α椒绯》缁栈偈鹿剩煌辏丛
本文编号：2688161
【图文】：
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