针对目前轴承性能劣化指标的构建及故障诊断高度依赖专家经验,限制条件繁多,实际应用情景单一的问题,提出一种鹈鹕优化算法(POA)优化的变分模态分解(VMD)和自编码器结合的风机轴承劣化指标构建及故障诊断方法。首先利用POA-VMD算法将轴承振动信号采用自适应方法分解为K个固有模态分量(IMF),并针对上述分量分别构建K个自编码器;然后以正常状态振动信号的分解结果为训练样本完成自编码器的训练,并以训练完成后模型的输出结果为基础构建轴承劣化指标,借助劣化指标监测轴承早期微弱故障;最后对故障时刻振动信号的IMF分量重构结果进行包络谱分析,确定故障的类型。经实验验证该方法不仅可以清晰地展现轴承的劣化过程,对早期微弱故障敏感性高,而且在故障发生后可以准确诊断出故障类型。

风电机组液压系统为各制动系统提供刹车所需动力来源,是风电机组的重要组成部分之一,该系统对风电机组的安全运行起着关键作用。针对北方某风电场风电机组在冬季低温环境下运行中,批量出现液压系统压力低这一故障,对风电机组液压系统原理进行了阐述,并以液压系统压力低为顶事件建立故障树对引发故障的可能原因进行分析。基于故障树分析,对可能的故障点逐一进行排查,最终定位故障原因为低温环境下液压泵吸油不畅导致液压系统建压失败。对于产生故障的原因,在保障原有性能的基础上,提出了优化解决措施,并经试验和验证,问题得以解决。通过该案例,可以为后续风电机组液压系统的故障处理和维护提供一定的参考。

以某2 MW风电机组为研究对象,利用模型线性化方法,基于Bladed和ANSYS平台对不同塔架结构参数和地基刚度下塔架固有频率及振型开展研究,通过对不同微观气象条件下不同固有频率塔架进行时域和频域载荷响应分析,获得了微观气象条件对塔架载荷响应的扰动规律。实际风场可根据风资源情况对塔架进行控制加阻以降低环境载荷对塔架的不利影响,具有一定的现实意义。

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。

风电机组整机质量水平与零部件风险状态密切相关,不同零部件对整机质量水平的影响程度不尽相同。文中提出一种基于模糊层次分析法的风电机组零部件风险评估模型,以零部件自身价值、零部件缺陷发现难易程度、零部件缺陷率、零部件缺陷影响程度、零部件缺陷纠正难易程度和零部件对客户满意度的影响构建指标模型,通过模糊层次分析法确定指标权重,运用模糊综合评判法对零部件进行风险评判,实现零部件风险等级分类。

采用研发升级的铜导体强力清洗技术、螺旋烧结技术、热检测技术和环保免涂漆工艺等关键技术,形成低成本高效节能风电机组用复合层绝缘绕组线的产业化,该技术在风电用绕组线创新发展上具有重要的意义。

对风电机组传动链装配平台进行了研究并设计了电液位置伺服系统,采用了传统PID控制策略,利用神经网络对PID进行调整优化,采用了单神经元神经网络和BP神经网络的控制策略。最后在Matlab Simulink平台对系统进行仿真和分析。

风电机组液压变桨的桨距角度测量通常由测量液压缸行程的线性位移传感器变换获得。考虑液压缸行程与桨距角的非线性关系,结合大型风电机组实际应用的液压变桨结构,脱离已有工程软件(如ADAMS)的约束,基于数值求解,通过建立非线性超越方程组,使用牛顿-辛普森方法,从理论上分析了桨距角测量偏差存在的范围,提出线性拟合的偏差较大,不应采用线性拟合,并给出了控制缸行程与桨距角度的多项式拟合函数。计算结果确定了液压缸行程与桨距角度的精确对应关系曲线,为后续液压变桨系统控制设计和载荷计算打下基础。

变桨轴承作为风电机组变桨系统的关键零件,直接影响整个变桨过程的连贯性、稳定性以及精准性,所以,变桨轴承的正确运行与维护是提高其使用寿命、使风电机组长期稳定运转的有力保障。变桨轴承的受力情况复杂,要承受冲击、振动和很大倾覆力矩,且部分裸露在外,易受沙尘、盐雾、冰冻、冷凝水等污染的侵害,在风电机组部件中失效频率较高,其失效分析和优化一直是风电领域研究的热点。