开题报告风力发电风车故障监测系统设计

本科毕业设计（论文）开题报告题目风力发电风车故障监测系统设计院（系、部）机械工程学院专业班级矿电113班日期2015年04月12日教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状二、研究方案及预期结果（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）故障诊断常用方法有时域分析方法和频域分析方法，时域分析方法主要研究不同时刻信号之间的关系，对于某些有明显特征的故障信号，可做出定性分近年来，受国际国内宏观经济形势影响，国内供电负荷增长趋缓，在相当数量火电机组出力受限的情况下，风电发展势头依然迅猛，所以对风机叶片进行在线监测是很有意义的，由于风力发电具有建设周期短、装机规模灵活、可靠性高、运行维护简单、属于再生的洁净能源等特点，所以在未来的大型发电厂中，风力发电已成为必然的发展。1设计目的本次毕业设计的题目是“风力发电风车故障监测系统设计”，当今的风力发电系统，存在一些缺点，本次设计主要针对风力发电机组叶片的一些常见问题，如设计不完善、生产缺陷、自然原因和运行不当等情况做出监测系统的设计。2设计意义本次设计中采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术，按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化的原则，研制适合风力发电厂设备的监控系统是进行技术改造和新建矿井设备选型的理想选择。为保证风电设备无事故，在风电设备有可能出现故障的各个重要环节上，设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置。对于保证风力发电系统的发展，人身和设备安全，提高经济效益，都具有重要意义。3设计现状随着大规模风电场的投入运行,出现了很多运行故障,因而需要高额的运行维护成本,大大影响了风电场的经济效益。风电场一般处于偏远地区,工作环境复杂恶劣,风力发电机组发生故障的几率比较大,如果机组的关键零部件发生故障,将会使设备损坏,甚至导致机组停机,造成巨大的经济损失。对于工作寿命为20年的机组,运行维护成本一般占到整个风电场总投入的1015,而对于海上风电场,整个比例高达2025。因此,为了降低风电机组运行的风险,维护机组安全经济运行,都应该发展风电机组状态监测和故障诊断技术。当今风力发电机组安装在野外比较恶劣的环境，经常处于无人值守的状态，对其运行状态的监测尤其重要。由于环境因素，机体各部件故障率较高，叶片作为风力发电机组的主要部件之一，对其故障监测十分必要，一旦出现故障，要是不及时处理，叶片就会很快的断裂。轻则造成停机，重则烧坏机组，影响正常供电，造成不可挽回的损失析。频域分析方法通过研究波形的谐波分量来识别多种频率成分。这两种方法都具有单一性，而小波分解方法具有局部化分析的功能，在时域和频域都能快速定位。小波分解在低频部分，可以采用宽的时间窗，频率分辨力则大大增强在高频部分则采用宽的时间窗，频率分辨力则会减弱。小波分解方法的这种特性非常适合非平稳信号的故障诊断。1设计内容（1）首先介绍本文的研究背景和意义，其次分析国内、外的研究现状，最后给出了本文的研究内容、研究方法和结构组织。（2）主要介绍风力发电故障监测系统的控制及要求（3）从总体上介绍风力发电故障监测系统总体方案选型设计，并对各部分的选型比较进行了阐述。（4）详细介绍风力发电故障监测系统的设计。（5）对本文的工作进行总结，并在总结的基础上对下一步工作进行展望。2设计步骤第一步明确设计任务。第二步系统总体设计。根据任务进行方案选择和比较，确定系统总体设计方案。第三步首先是系统传感器和电气原理图的设计，其次是机载主机的设计，最后是分析软件的设计。第四步整个系统的调试及性能测定。在尽可能的情况下进行软件调试。3预期结果在对风力发电机工作原理的分析以后，结合实际工作条件，选择出需要监测和诊断部件，设计安装传感器位置，建立在线监测和故障诊断的硬件平台。结合工程实际研究傅里叶变换、小波理论在风力发电机组传动链的振动监测中的优势。将从风力发电机采集到的实际振动数据，经过一定处理，再将其导入分析软件中的进行一定变换和处理，得到相应的振动波形图。在各种波形图分析中，获得风力发电机组的相应工作状态，以达到在线监测和故障诊断的目的。三、研究进度在整个的毕业设计期间，我对自己的设计做如下安排第12周文献综述，查阅相关文献，对基于风力发电故障监测系统的相关知识有所了解。第34周调研并搜集资料，熟悉研究方向，确定毕业设计论文题目，整体规划论文结构。第5周整理资料，完成开题报告。第6周确定整体设计方案，系统流程图；第79周进行各信号采集方案设计，确定信号采集项目和方法。第1013周进行监测系统的检测和控制方案设计。分析和研究确定的方案，以保证可靠性。第1415周软件设计程序流程图，程序编制，调试，书写论文。第16周总体分析，准备答辩。四、主要参考文献1黄树红，李建兰发电设备状态检修与诊断方法M北京中国电力出版社2刘宗业，方开翔，林玮小波分析在齿轮故障诊断中的应用研究J噪声与振动控制3郜立焕，张利娜，朱建国等基于小波分析的齿轮箱振动信号消噪处理J机械传动，20104王斌，董兴辉，刘浩等基于故障树的专家系统在风电齿轮箱上的应用J装备制造技术，20115邹志旺，顾海明，马新锋基于HILBERTHUANG变换的齿轮箱故障诊断J煤矿机械6李辉，郑海起，唐力伟基于EMD和功率谱的齿轮故障诊断研究J振动与冲击，20067徐斌，王志德FLL500风力发电机变桨轴承故障原因分析及改进措施，能源与环境，20088于辉，邓英变速风力发电机变流器故障诊方法J