针对风力发电机组地处偏远、人工巡检排故困难,利用物联网技术开发了远程状态实时监测和故障诊断系统,分析了总体框架,构建了故障诊断规则库,阐述了工作流程。该系统可实现对风机齿轮箱运行状态的远程实时监测,通过分析风机齿轮箱运行状态信息触发自动故障诊断系统和基于规则的故障诊断,生成故障诊断报告,并将其导入专家经验库。经风电机组齿轮传动实验台实验检验,系统界面友好,能为维修工程师进行故障排查提供解决方案,提高排故效率,缩短排故时间,降低排故难度。

风电机组齿轮箱故障一直是风电场主要机械故障之一,其故障信息多是混有噪声的非平稳信号。为避免陷入对复杂的非线性信号求解,提出多种算法融合下的数字信息频率筛查处理方法。首先利用小波分析对高频信号的敏感性进行消噪,然后充分利用Hilbert-Huang变换对非平稳信号的分解和时频变换能力进行信号特征挖掘,在被干扰的非平稳信号里面找出故障对应频率。充分利用多种算法融合有效去除与主频率不相关的高频噪声,找出时域变换的边际谱。避免了直接分解含有高频信号的不确定性,降低了信号分解过程中回流成分,避免发生反射现象,完成对风电机组齿轮箱故障的非平稳信号频率筛查比对。通过对某机组进行故障实验,验证数字信息频率筛查方法的有效性。

为解决风电机组特殊环境条件下火灾救援的难题,对风电机组运行环境特殊性及发生火灾的原因特点进行分析。对自动消防系统的整体技术实现,火灾探测方法与灭火装置特性及《风力发电机组防火技术规程》中关于超细干粉及热气溶胶灭火装置使用量进行了研究。提出一种基于PLC与King SCADA实现的风电机组自动消防系统设计方法。研究结果表明该套自动消防系统实现方法满足风电机组消防系统标准的要求,可实现消防功能的自动动作及报警等数据的记录,降低运维工作人员的压力,达到满意的效果,并可供相关工程参考使用。

随着风电机组叶片长度和单机容量的增加,以及叶片轻量化设计要求的提出,采用大厚度的翼型成为叶片设计的趋势。为了改善采用大厚度翼型的风电机组的气动性能,在叶片表面安装涡流发生器是一种有效手段。建立了某型号风电机组的仿真模型,对采用计算流体力学(CFD)仿真分析方法得到的仿真结果与风电机组仿真软件GH-Bladed的计算结果进行了对比;然后对该风电机组叶片安装涡流发生器前、后的气动性能进行了仿真分析,并对比了叶片变桨前典型工况下安装和未安装涡流发生器的风轮轴功率。研究结果表明CFD仿真结果与GH-Bladed计算结果基本一致,验证了CFD仿真分析方法的准确性;在风速较高、风轮转速较大时,安装涡流发生器可使风轮轴功率提升1.94%,证明安装涡流发生器可以有效提升风电机组的气动性能,从而提高风电机组的发电效率,该方式可以在实际...

分布式能源是一种布置在用户侧,集能源生产,消费于一体的能源供应方式,具有就地利用,清洁低碳等特征,而分散式风电作为分布式能源的重要组成部分,其比重随着技术的进步逐渐增加.由于分散式风电项目中风电机组与人群的距离较近,风电机组运行时所产生的不间断噪声会影响人的睡眠质量和精神状态,危害人的身心健康.因此,关注风电机组的噪声产生原理和降噪策略,避免居民区处于高噪声区域,有利于风电的可持续发展.

随着我国风电场建设由三北地区向西南山区、沿海等地区转移,同时风力机的风轮直径已经突破200米,风力机的噪声问题越来越严重。锯齿尾缘是目前最常用的风电叶片被动降噪附件,但也导致风电机组气动性能和载荷发生变化。在扬州大学低速风洞开展了翼型升力、阻力、表面压力分布等风洞试验研究,验证了不同锯齿尾缘对翼型气动性能的影响。采用大型风力发电机组设计与分析软件BLADED进行仿真模拟,探讨了锯齿尾缘对风电机组气动性能的影响,评估了锯齿对叶根稳态载荷的影响。结果表明,锯齿尾缘会提高风电机组气动性能,也会增大叶根稳态载荷。

传动系统是风电机组承受载荷的关键部件,其工作特性是检验系统安全性、稳定性和可靠性等性能的重要依据。在变风向和变载荷的情况下,风电机组传动系统性能变得极其复杂。为了提高风电机组传动系统的稳定性与可靠性,需要对其传动系统进行模拟试验。设计了风电机组传动链的测试平台,根据风载大小设计液压加载系统。以单缸液压系统为例,详细计算了液压系统中各个参数,根据参数对单缸液压系统进行简单分析,并通过Matlab/Simulink对液压加载系统进行载荷仿真。

通过模拟系统下风电机组液压油的定期取样检测,以磨损状态和油品老化程度的光谱分析结果反映液压油的劣化程度与衰变时间。分析液压油的酸值、金属元素、污染物颗粒、铜片腐蚀、氧化安定性、抗磨性、油泥及腐蚀趋势、高压叶片泵磨损特性等理化性质与油品劣化、衰变趋势,建立电网并网机组液压油劣化程度和衰变时间趋势模型,为在用液压油和用油设备的性能、状态做出全面客观的评价,制定风电机组液压油监督规程,为按质换油提供可靠的理论依据与参考标准。

采用体积比稀释-ICP法测定在用液压油中磨损元素(铜、铁)和添加剂元素(磷、锌、钙)含量,对比质量比稀释法,该方法取样快速、高效,对比灰化法和微波消解法,该方法可降低分析成本、节省时间。通过实验结果可知,该方法具有较好的线性、较高的精密度和准确度,适用于大批量的在用液压油快速分析,且更易于实现设备的自动化操作。

某MW级的风电机组偏航齿轮箱在并网运行3年时间后,出现输出小齿轮轮齿折断问题。针对失效齿轮开展了全面分析,对轮齿断口、设计因素、制造因素、装配及运行因素、系统保护因素等可能导致齿轮失效的原因进行了逐一排查,最终定位为推力瓦支座与偏航齿圈之间干涉是直接原因。经过bladed软件模拟叶轮不平衡并进行风场验证,得知风轮的一只叶片安装角度出现偏差,造成风轮气动不平衡是失效的根本原因。