風電機組運行狀態(tài)仿真系統(tǒng)研究

【摘要】：同傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)相比，風電行業(yè)受到風力資源分布的限制。風電機組受惡劣環(huán)境的影響比較厲害，經(jīng)常在變速變載的狀況下工作，容易受風力產(chǎn)生的彎矩、扭矩以及軸向推力的影響而發(fā)生變形，從而產(chǎn)生附加的結構應力，使得風電機組的齒輪箱、軸承、發(fā)電機等關鍵設備經(jīng)常出現(xiàn)故障。同時由于風電設備具有維修困難、維修費用高等特點，使得狀態(tài)監(jiān)測和預知維修已迫在眉睫?，F(xiàn)有的風電在線監(jiān)測系統(tǒng)價格昂貴、穩(wěn)定性差、智能化程度不高，系統(tǒng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)往往以數(shù)據(jù)報表及曲線的形式表現(xiàn)出來，需要專業(yè)人士經(jīng)過分析研究后才能做出判斷，監(jiān)測人員無法直觀的了解機組運行狀況。 針對上述問題，本論文對風電機組的結構、故障特點以及監(jiān)測方式進行了研究，并開發(fā)了風力發(fā)電機運行狀態(tài)仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)L電機組的運行狀況以三維動畫的形式顯示出來，監(jiān)測人員能夠直觀的在系統(tǒng)界面中看出風力發(fā)電機的故障部位，以便及時做出判斷并加以維修。本系統(tǒng)的開發(fā)為實現(xiàn)風力發(fā)電機的三維可視化狀態(tài)監(jiān)測奠定了基礎。 本文仿真系統(tǒng)采用OpenGL技術，在Windows環(huán)境下以Visual C++為開發(fā)工具進行開發(fā)。通過曲面造型與三角網(wǎng)格法建立了物體模型，并且對模型進行了光照、材質(zhì)、紋理等特殊效果處理，使得模型更加具有真實感。然后，根據(jù)機組零部件之間的約束及運動關系，對零部件模型進了裝配和運動學建模。本系統(tǒng)還通過網(wǎng)絡通信對風電機組運行參數(shù)進行了在線傳輸，利用這些數(shù)據(jù)來實現(xiàn)機組的運動仿真及狀態(tài)顯示。同時系統(tǒng)還設置了預警功能，能夠在仿真界面中顯示出故障部件及故障類型。 最后，論文結尾部分闡述了系統(tǒng)的實現(xiàn)過程，對課題研究內(nèi)容進行了總結，并對風力發(fā)電機運行狀態(tài)仿真系統(tǒng)的發(fā)展做出了展望。 【關鍵詞】：風電機組 狀態(tài)監(jiān)測 仿真技術 OpenGL 實體造型 網(wǎng)絡編程
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題的背景及選題意義8-10
• 1.1.1 課題的背景8-9
• 1.1.2 本課題研究的意義9-10
• 1.2 風電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外風電狀態(tài)監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)風電狀態(tài)監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 三維虛擬仿真在風電狀態(tài)監(jiān)測中的應用前景12
• 1.4 課題來源及思路12-13
• 1.5 本章小結13-14
• 第2章 風力發(fā)電機的結構及運行狀態(tài)分析14-26
• 2.1 引言14
• 2.2 風力發(fā)電機組的結構及工作原理14-18
• 2.3 風力發(fā)電機常見故障分析18-22
• 2.3.1 風力發(fā)電機組的故障特點18-19
• 2.3.2 風力發(fā)電機故障機理分析19-22
• 2.4 監(jiān)測方式概述22-24
• 2.4.1 風電機組常用監(jiān)測方式22-23
• 2.4.2 本系統(tǒng)監(jiān)測方案23-24
• 2.5 仿真系統(tǒng)總體方案24-25
• 2.6 本章小結25-26
• 第3章 基于 OpenGL 的三維實體建模26-42
• 3.1 OpenGL 簡介26-30
• 3.1.1 OpenGL 的工作機制27-28
• 3.1.2 OpenGL 基本功能28-29
• 3.1.3 OpenGL 在 VC++中基于 MFC 程序開發(fā)方法29-30
• 3.2 風力發(fā)電機零部件的幾何建模30-35
• 3.2.1 三維模型結構分析30-31
• 3.2.2 網(wǎng)格模型的環(huán)繞規(guī)則31
• 3.2.3 葉片模型建立31-33
• 3.2.4 輪轂模型建立33-34
• 3.2.5 其他各零部件模型建立34-35
• 3.3 各部件模型特殊效果渲染35-39
• 3.3.1 光照處理35-36
• 3.3.2 指定材質(zhì)屬性36-37
• 3.3.3 紋理映射37-39
• 3.4 風電機組零部件的裝配39-41
• 3.4.1 基于約束的零件裝配39-40
• 3.4.2 風電機組零部件的裝配過程40-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第4章 風力發(fā)電機仿真系統(tǒng)運動模型42-52
• 4.1 風電機組動態(tài)仿真實現(xiàn)的基礎42-43
• 4.1.1 運動模型坐標系42-43
• 4.1.2 齊次變換矩陣43
• 4.2 機組零部件的齊次坐標變換43-51
• 4.2.1 機組零部件的平移變換44-45
• 4.2.2 風電機組零部件的旋轉(zhuǎn)變換45-48
• 4.2.3 風電機組零部件在仿真環(huán)境中的運動48-51
• 4.3 本章小結51-52
• 第5章 風電機組運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸52-58
• 5.1 基于 VC++的網(wǎng)絡編程概述52-54
• 5.1.1 Wi ndows Sockets 的簡介52
• 5.1.2 TCP/IP 協(xié)議概述52-53
• 5.1.3 通信方式的選擇53-54
• 5.2 總體方案54-57
• 5.2.1 文件傳輸?shù)膶崿F(xiàn)55-56
• 5.2.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)56-57
• 5.3 本章小結57-58
• 第6章 風電機組運行狀態(tài)仿真實現(xiàn)58-64
• 6.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺58
• 6.2 三維動態(tài)仿真的實現(xiàn)58-62
• 6.2.1 風電機組運行參數(shù)的設定58-61
• 6.2.2 風電機組運行狀態(tài)的動態(tài)顯示61-62
• 6.3 系統(tǒng)實現(xiàn)過程62-63
• 6.4 本章小結63-64
• 第7章 結論與展望64-66
• 7.1 結論64
• 7.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學位期間的研究成果71

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

基于OpenGL的三維建?？梢暬浖_發(fā)    歐中亞;

風力發(fā)電機發(fā)展現(xiàn)狀及研究進展    程明;張運乾;張建忠;

船體非均勻有理B樣條曲面造型與OpenGL顯示    王明炎,賈傳熒

某風電齒輪箱運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計    米林;秦甲磊;譚偉;吳旋;

TCP/IP協(xié)議下網(wǎng)絡編程技術及其實現(xiàn)    周炎濤,李立明

織物模擬技術分析及基于OpenGL的三維效果實現(xiàn)    朱華健,張森林

基于Socket的網(wǎng)絡編程技術及其實現(xiàn)    劉駿,顏鋼鋒

三維動畫技術與三維虛擬技術的研究    劉賢梅,黃靜,劉曉明

OpenGL在機器人三維動態(tài)仿真系統(tǒng)中的應用    曹自洋,郝礦榮

風電齒輪箱的發(fā)展及技術分析    王晶晶;吳曉鈴;

虛擬服裝動態(tài)展示中的模特走秀動作模擬    吳志明;茆麗娟;趙媛媛;

基于OpenGL城市軌道交通視景仿真系統(tǒng)研究    廖文江;董南萍;方建軍;

機器人可視化仿真模型及同步控制系統(tǒng)的研究    李淑琴;尹航;

基于OpenGL的圓筒段自動鋪帶仿真研究    渠濤;肖軍;李勇;左龍彥;

大容量風力發(fā)電機內(nèi)流體場及溫度場的數(shù)值分析    江有名;丁樹業(yè);葛云中;

虛擬拆裝技術應用現(xiàn)狀    張斌;齊元勝;王曉華;李佳佳;

基于OpenGL的包裝瓶幾何造型技術研究    馬萬青;和克智;

包裝紙盒CAD系統(tǒng)的設計研究    和克智;馬春娟;

OpenGL在瓶類包裝CAD中的應用    馬萬青;和克智;

基于混合DEM數(shù)據(jù)存儲結構的三維地形可視化    傅為;何明剛;袁碩;李慧盈;

風電齒輪箱振動信號的倒頻譜分析    滕偉;武鑫;高青風;柳亦兵;

基于專利引文網(wǎng)絡的技術軌道識別研究——以風力發(fā)動機領域為例    楊中楷;劉佳;

一種真實感三維地形的實用生成方法    陳長林;魏海平;王峰;康杰;

一種基于云臺遙控的視覺臨場感系統(tǒng)    張敏;劉培志;胡雄文;張長杰;徐英新;王晉華;

3維圖像多屏多視角同步顯示技術研究    劉建明;胡平平;薛兆井;

基于VC的STL文件讀取    張貞貞;陳定方;

基于Creator的3D建模適時性優(yōu)化方法    林秋杰;段紅;

基于OpenGL的分子動力學三維顯示系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)    劉宇;郭龍江;李金寶;

風力發(fā)電機組遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)研究與開發(fā)    陳杰;李少華;蔣東翔;

一種新型消防水3D-SCADA系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)    季翼鵬;姚文賢;陸春明;

北京市可再生能源綜合規(guī)劃模型與政策研究    高新宇

蟻群覓食仿真和動畫的研究    孟志剛

MW級風力發(fā)電機組關鍵部件振動分析與故障診斷方法研究    曲弋

變速恒頻風力發(fā)電關鍵技術研究    卞松江

大型風電場電壓穩(wěn)定性分析與控制研究    潘文霞

變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)運行與控制研究    劉其輝

非結構化環(huán)境中移動機器人系統(tǒng)越障運動機理的研究    程剛

面向數(shù)字地球的三維景觀構造關鍵技術研究    于文洋

三維GIS數(shù)據(jù)組織管理及符號化表示研究    危擁軍

自行車機器人非線性系統(tǒng)中若干問題的研究    郭磊

數(shù)字媒體時代的三維動畫變革研究    張竑

船舶結構強度虛擬測試技術研究    趙學謙

基于離散點云的三維重建研究與實現(xiàn)    張濤

基于虛擬現(xiàn)實的漫游系統(tǒng)關鍵技術的研究    馬利亞

風力發(fā)電新型偏航驅(qū)動器設計與研究    陶磊

基于NURBS的植物曲面建模及其應用    喬桂新

基于LabVIEW的風力機葉片振動監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)    陳順章

風光聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)建模與設計    陳麗

水聲通信算法半物理仿真平臺的設計與開發(fā)    郭志強

礦井安全生產(chǎn)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究    蔡治邦

面向計算的船體曲面NURBS造型    張明霞 ,紀卓尚 ,林焰

我國風力發(fā)電機組總裝企業(yè)現(xiàn)狀    祁和生;

新型直接驅(qū)動外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁風力發(fā)電機    張建忠;程明;

無刷雙饋電機電動狀態(tài)下的能量分析    章瑋

船體曲面的NURBS表達與設計    仵大偉,林焰,紀卓尚

世界風電技術發(fā)展趨勢和我國未來風電發(fā)展探討    許洪華,郭金東 ,鄂春良

新能源與分布式電源系統(tǒng)(下)    程明

離網(wǎng)型風力發(fā)電機性能測試系統(tǒng)概述    高雪峰;王濤;沈炳耘;劉志璋;何楨;

用神經(jīng)網(wǎng)絡對風力發(fā)電中電力電子故障分析    張曉波;張新燕;王維慶;

包絡方法診斷齒輪箱故障    白士紅,孫斌

NURBS曲線及其在船舶型線設計中的應用研究    陳紹平

風力發(fā)電機組系統(tǒng)建模與仿真研究    金鑫

NURBS技術剖析及其在船體線型表達上的行為研究    杜廣東

風力發(fā)電機組關鍵部件的有限元分析    許燕

600KW風力發(fā)電機組故障診斷    唐新安

風力發(fā)電機組軸系扭矩測試系統(tǒng)的研究與應用    郭靖

基于動力學的風力發(fā)電機齒輪傳動系統(tǒng)可靠性評估及參數(shù)優(yōu)化設計    邢子坤

大型風電機組振動狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)    李虎

基于LabVIEW的大型風力發(fā)電機組旋轉(zhuǎn)機械的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計    王之華

OpenGL在仿真技術開發(fā)中的應用綜述    高超;馬科;

數(shù)字化車床的建構仿真技術    畢海霞;高亮;張艷蕊;李世杰;張嘯;

雙饋變速風電機組頻率控制的仿真研究    關宏亮;遲永寧;王偉勝;戴慧珠;楊以涵;

礦床的三維可視化仿真技術與系統(tǒng)    僧德文,李仲學,李春民,李翠平

基于雙饋風電模型的電壓穩(wěn)定性研究    郭虎奎;李鳳婷;

基于OpenGL的并聯(lián)機床建模與運動仿真技術    鄭魁敬;趙永生;

大型風電機組仿真及試驗系統(tǒng)——Ⅰ.總述及設計    解大;張延遲;張琪;楚金甫;盧婧婧;

虛擬戰(zhàn)場中車尾揚塵的實時仿真方法    張雪蘭;申華;

SVC補償型定速風電機組模型及其特性分析    范高鋒;王純琦;喬元;趙海翔;薛鋒;王偉勝;

布局三維仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)    鄒世偉;仝瑞振;

基于OpenGL日地月系統(tǒng)仿真技術研究綜述    張道衛(wèi);郭華東;劉廣;丁翼星;

用OpenGL實現(xiàn)航天視景仿真    秦加法;曹明亮;劉承勇;蔣桂榮;

在OpenGL中實現(xiàn)多視圖表示    張秀芬;裴承慧;胡志勇;

基于OpenGL的作物地下組織可視化模擬    孫玉蓮;

航天任務視景仿真中基于OpenGL的星空背景繪制    馬志昊;劉海洋;楊曉丹;

基于OpenGL光照技術玉米驗證冠層光反射特性模型    曹素云;勞彩蓮;孔婭;

基于OpenGL的衛(wèi)星在軌運行三維演示系統(tǒng)    閆志闖;秦文振;李琦;吳杉;

在VB中進行OpenGL程序設計    周麗華;

基于OpenGL的某型雷達瞄準鏡視景仿真的實現(xiàn)    單顯明;徐國鑫;趙志宏;

基于OpenGL的立體顯示技術    虞紅;蔡繼紅;

CAE仿真技術助力北京奧運    

海事管理中 仿真技術    王玉平 馮愛國

OpenGL、D3D性能測試大觀    

英思 以仿真技術服務基建工程    彭華

仿真技術成產(chǎn)品創(chuàng)新引擎 ANSYS布局中國新興市場    本報記者 謝桂珍

SPS仿真技術24小時為延西線“把脈問診”    袁瑞華

用仿真技術省錢    徐昕

CAE仿真技術助力北京奧運會    王恩青

GL Excess：顯卡OpenGL性能測試專用工具    上海 王光臨

安世亞太：用仿真技術替代汽車碰撞    莫震宇

大容量風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響研究    張紅光

農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)狀態(tài)仿真及更新決策的研究    李中才

變速恒頻風電機組并網(wǎng)運行模型研究及其應用    申洪

基于OpenGL的應力波原木內(nèi)部腐朽斷層圖像三維重構研究    侯衛(wèi)萍

風電引起的電壓波動和閃變研究    趙海翔

大規(guī)模風電場接入電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性研究    關宏亮

大型風電場接入電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題研究    遲永寧

空間對接動力學半物理仿真系統(tǒng)設計及試驗研究    常同立

大型風電機組變槳距控制策略研究    王哲

基于多色集合理論的柔性生產(chǎn)線及車間規(guī)劃方法研究    唐自玉

風電機組運行狀態(tài)仿真系統(tǒng)研究    尹海峰

超精密加工分子動力學仿真可視化研究    劉憲明

基于虛擬現(xiàn)實仿真技術的全站儀模擬操作系統(tǒng)的研制    駱旭佳

七軸五聯(lián)動數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究    吳曉

基于OpenGL的繼電器三維可視化仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)    劉振照

風電機組多體系統(tǒng)建模與動態(tài)特性仿真分析研究    黃偉

基于OpenGL的板帶軋機實時仿真    張曉麗

基于OpenGL的三維交互行為—特征建模工具的研究    王玉華

基于OpenGL的虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺設計    檀鵬

加熱爐鋼坯溫度場可視化研究    吳玉成