基于支持向量機的同步風電機組故障診斷系統(tǒng)的研究

【摘要】：隨著全球資源的逐步枯竭和能源危機的日益突出,風能以其清潔安全等優(yōu)點而引起了世界范圍的關注,風力發(fā)電產業(yè)也得到了快速的發(fā)展。而風力發(fā)電機組故障診斷技術在很大程度上提高機組設備的可靠性,節(jié)省了機組運營成本,為緩解全球能源危機問題起到了一定的作用。 論文首先講述了風電機組的組成結構及其工作原理,列舉了一些典型的故障及其表現形式。總結了一些常見的故障狀態(tài)監(jiān)測方法,提出了一套基于發(fā)電機組電流信號的分析處理,以直驅型同步風力發(fā)電機組為研究對象的故障診斷系統(tǒng), 論證了發(fā)電機組電流用于直驅型同步風力發(fā)電機組故障診斷的可行性,介紹了小波分析法在信號分析與處理上的優(yōu)點,分析比較了專家系統(tǒng)、BP神經網絡和支持向量機等算法的長處及其局限,最后根據系統(tǒng)的設計要求,結合小波分析和支持向量機設計了一套基于電流信號分析的故障診斷系統(tǒng),利用MATLAB軟件對支持向量機的相關參數進行了確認,完成了故障推理模塊和仿真實驗,獲得了風力發(fā)電機組故障診斷的仿真結果。結果表明,采用SVM作為故障診斷系統(tǒng)具有較好的診斷效果。 本論文所做的工作對于直驅型同步風力發(fā)電機的故障診斷有一定的參考價值,提出了基于支持向量機的同步風力機組故障診斷系統(tǒng)有待進一步改善的地方。 【關鍵詞】：風力發(fā)電機組 電流信號分析 故障診斷 小波分析 支持向量機
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM315;TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 選題意義10-11
• 1.3 國內外研究發(fā)展狀況11-14
• 1.3.1 研究現狀12-13
• 1.3.2 風電機組故障診斷技術發(fā)展趨勢13-14
• 1.4 本文章節(jié)安排14-16
• 第二章 風電機組原理和故障分析16-22
• 2.1 機組原理及其組成結構16-17
• 2.1.1 風電機組主要類型16-17
• 2.1.2 直驅型同步風電機組結構17
• 2.2 風電機組常見故障介紹17-19
• 2.2.1 齒輪箱故障18
• 2.2.2 主傳動軸承故障18-19
• 2.2.3 發(fā)電機組故障19
• 2.3 故障診斷基本原理與方法19-21
• 2.3.1 故障診斷的概念19-20
• 2.3.2 典型設備狀態(tài)監(jiān)測方法20-21
• 2.4 本章小結21-22
• 第三章 故障診斷系統(tǒng)整體方案22-46
• 3.1 故障診斷系統(tǒng)的要求22-23
• 3.2 信號處理分析方法23-29
• 3.2.1 典型信號分析方法24-26
• 3.2.2 小波分析基本原理26-28
• 3.2.3 小波包分析法的優(yōu)點28-29
• 3.3 風電機組電流信號的分析29-37
• 3.3.1 電流信號故障診斷的基本原理30-32
• 3.3.2 機組故障電信號特征頻率32-33
• 3.3.3 小波包變換在電流信號分析中的應用33-37
• 3.4 智能故障診斷系統(tǒng)比較與選擇37-42
• 3.4.1 專家系統(tǒng)原理及不足37-38
• 3.4.2 BP神經網絡及其局限38-40
• 3.4.3 支持向量機法原理和優(yōu)勢40-42
• 3.5 故障診斷系統(tǒng)整體方案42-45
• 3.5.1 故障診斷系統(tǒng)功能43
• 3.5.2 故障診斷系統(tǒng)整體方案設計43-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第四章 故障診斷系統(tǒng)設計46-54
• 4.1 數據采集與信號處理模塊設計46-48
• 4.1.1 數據處理模塊46
• 4.1.2 電流信號故障特征向量提取模塊46-48
• 4.2 系統(tǒng)監(jiān)控與主數據庫模塊設計48-50
• 4.2.1 系統(tǒng)監(jiān)控模塊48
• 4.2.2 系統(tǒng)診斷數據庫模塊48-50
• 4.3 智能診斷模塊設計50-53
• 4.3.1 與支持向量機有關的函數簡介50-51
• 4.3.2 程序流程圖51
• 4.3.3 SVM多故障分類器的建立51-53
• 4.4 本章小結53-54
• 第五章 故障推理模塊仿真與結果分析54-60
• 5.1 故障推理模塊的建模54-56
• 5.1.1 故障特征向量提取54-55
• 5.1.2 特征向量數據處理55-56
• 5.2 SVM系統(tǒng)的實驗和仿真56-58
• 5.3 本章小結58-60
• 總結與展望60-61
• 參考文獻61-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士學位期間主要的研究成果67

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