基于LabVIEW的大型风力发电机组旋转机械的状态监测系统设计

发布时间：2017-04-02 12:00

  本文关键词：基于LabVIEW的大型风力发电机组旋转机械的状态监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 风力发电作为一种清洁能源,近年来得到了世界各国大力研究和开发。大型风力发电机组因地处宽阔边远地域,如近海和戈壁滩、草原等三北地区,其分布面积广,且数量多,远离监控中心。受其恶劣的自然环境,以及复杂的发电机组和电力电子装置等因素影响,风力发电机设备很容易遭破坏,影响生产。要使风电场与其它发电厂相比更加具有竞争力,必须提高其可靠性、高效率及发电机组的寿命。因此,对于风力发电场要求有可靠的远程监测和无人值守运行控制系统。状态监测作为风电机组设备正常运行,优化机组设备使用,以及机组设备的故障诊断的必要手段,研究开发完善优化的状态监测系统有着十分重要的意义。 状态监测技术的目的就要是寻找一些应用于大型风力发电机组的故障分析和预测方法,通过自动在线监测技术实现机组实时状态监测和故障诊断分析,以及利用在线监测技术预测机组状态的发展并及时提供维护信息,减少安全隐患。在线监测及趋势分析技术可以随时反映机组的运行状态和故障程度,而且可以预示今后可能发生的故障,进而优化风力发电机组的运行和使用。 本论文作者在对风电场监控系统进行实际调研后,以美国GE公司的1.5MW变速变桨距双馈异步风力发电机组为例做为被监测对象,应用美国国家仪器公司NI(National Instruments Corporation)虚拟仪器技术和LabVIEW8.5作为软件平台,尝试开发大型风力发电机组旋转机械状态监测系统,并根据风力发电机组和风电场远程监控的特征,对监测系统的通信方式进行分析比较后,选择通信方案。监测系统的目的是对采集的振动信号通过曲线拟合、统计分析、频率响应等步骤进行定量分析,将数据以图和表的形式显示出来,并储存所有数据。经过对模拟输入振动信号的分析处理进行仿真,验证了该风力发电机组旋转机械振动监测软件平台的可操作性,具有进一步开发和完善其现场应用的价值。
【关键词】：大型风力发电机组 无线局域网 状态监测 虚拟仪器 LabVIEW
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 概论8-12
• 1.1 风能8
• 1.2 风力发电的发展状况8-10
• 1.2.1 世界风电发展状况8-9
• 1.2.2 中国风电发展状况9-10
• 1.3 本课题的意义和主要研究内容10-12
• 第二章 大型风力发电机组的基本组成及其功能介绍12-18
• 2.1 大型风力发电机组的基本组成12-13
• 2.2 变桨距系统13-14
• 2.3 增速齿轮箱14-15
• 2.4 风力发电机15
• 2.5 远程监控系统15-18
• 第三章 大型风力发电机组旋转机械的状态监测及其分析18-24
• 3.1 大型风力发电机组旋转机械的状态监测18
• 3.2 旋转机械振动信号的采集18-20
• 3.3 旋转机械振动信号的处理分析20-21
• 3.4 大型风电机组常见振动故障及其特征21-24
• 3.4.1 风轮叶片不平衡21-22
• 3.4.2 转子不平衡22-23
• 3.4.3 轴承故障23-24
• 第四章 基于 LabVIEW 的风电机组振动监测系统的分析与设计24-54
• 4.1 虚拟仪器与LabVIEW 介绍24-30
• 4.1.1 虚拟仪器的概念24-25
• 4.1.2 LabVIEW 的介绍及其特点25-26
• 4.1.3 LabVIEW 的开发环境26-30
• 4.2 状态监测系统的通信30-40
• 4.2.1 现场级通信方式30-32
• 4.2.2 监控系统网络方式32-35
• 4.2.3 远程网络访问方式35-36
• 4.2.4 多机监控系统的设计36-40
• 4.3 旋转机械振动监测与控制的硬件组成40-44
• 4.3.1 传感器40-41
• 4.3.2 信号调理单元（SCXI）41-42
• 4.3.3 采集卡（DAQ）42-44
• 4.4 应用 LabVIEW 设计旋转机械振动监测软件平台44-54
• 4.4.1 需求分析44
• 4.4.2 系统设计44-45
• 4.4.3 程序编写45-51
• 4.4.4 程序的测试与发布51-52
• 4.4.5 监测系统功能52-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 5.1 总结54
• 5.2 风力发电的展望54-55
• 5.3 LabVIEW 在风力发电中应用的前景55-56
• 参考文献56-58
• 致谢58-59
• 在读工程硕士期间论文发表情况59

【引证文献】

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  本文关键词：基于LabVIEW的大型风力发电机组旋转机械的状态监测系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：282418