Automation&Instrumentation2012(1风力发电机组状态监测系统研究文章编号:1001-9944(201201-0006-05吕跃刚,关晓慧,刘俊承(华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206摘要:针对风力发电系统的运行要求,提出一种先进的状态监测与故障诊断系统,该系统以风力发电机组齿轮箱等设备的振动信号等实际测量信号作为信号源,利用自主研发的嵌入式微处理器对采样数据进行信号分析,并可通过远程计算机对机组运行状态进行在线监测;同时嵌入了视频、音频实时监控,可以实现工作人员对机组运行状态的全面、实时远程监控。该系统已在某风电场投入使用,其有效性和准确性得到了验证。关键词:风力发电机组;状态监测;故障诊断;嵌入式微处理器;振动中图分类号:TH165+.3文献标志码:AResearchonConditionMonitoringSystemofWindTurbineLVYue-gang,GUANXiao-hui,LIUJun-cheng(SchoolofControlandComputerEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,ChinaAbstract:Operationconditionsofwindturbinegeneratorsystemrequestanadvancedconditionmonitoringsystemthatcanpredictthefaultsandhelpoperatorstomakedecisions.Itusesvibrationsignalsfromgearboxesinwindfarmsasthesignalsource,conductssignalanalysistosampleddatawithself-developedembeddedmicroprocessor,andmon-itorstheoperatingparametersonlinethroughremotecomputers;withthevideo-audiomonitoringsystem,theoperatorscangetthecomprehensive,real-timeremotemonitoringoftheoperatingstatusofthewindturbine.Nowthesystemhasbeenputintouse,andthevalidityandtheaccuracyhavebeenproved.Keywords:windturbinegeneratorsystem;conditionmonitoring;faultdiagnosis;embeddedmicroprocessor;vibration收稿日期:2011-06-30;修订日期:2011-09-05作者简介:吕跃刚(1958-,男,教授,研究方向为智能检测与控制;关晓慧(1989-,女,在读硕士研究生,研究方向为风力发电机组状态监测与故障诊断技术。风力发电机组的故障机理十分复杂,影响因素众多,它是决定机组能否长期稳定运行的关键因素。建立一套完整的风力发电机组状态监测和故障诊断系统,对于正确评价机组运行状态,预防和减少机组故障的发生,实现预知性维修都有重要的意义。目前风电场运行维护人员主要通过机组主控系统和定期巡视检查方式来了解机组的运行状态。但是目前风电场所使用的典型监控系统尚不能很好地解决以下问题:1现有风电场的建设一般较分散,要了解各台机组的运行状态,现有的系统不能完全满足设备远程监控要求。2由于风电场的设备状态不同,往往需要对不同设备的运行情况作具体分析,并做出具有针对性的分析处理。3风力发电机组属于大型旋转机械发电设备,现有监控系统缺乏对机组振动等状态的监测手段。4风电场的多台机组布置距离较远,机组在数6自动化与仪表2012(1十米高度,地理环境及气候条件比较恶劣,需要工作人员进行日常的巡检维护,增加了维护人员的劳动强度。反映风电场机组状态的信息量大,处理运算程度复杂,将所有机组状态信息通过网络上传集中处理十分困难,因此,设计一种能够就地进行实时处理的分布式监测系统具有重要的研究意义及实用价值,所实现的状态监测系统将成为行业新的增长点。目前国内外已经开展了针对大型风电机组状态监测系统的研究,并有实际应用的报道。例如Pruftechnik公司的VIBXPERTFFT数据采集与信号分析仪、通用电气公司的BentlyNevada系统、VIBROWEBXP诊断型的在线状态监测系统、SKF公司的SKFWindCon系统、德国SCHENCKVIBROGMBH公司的VIBRO-IC系统等。国内目前也有有关单位开始研发针对风力发电机组的状态监测系统产品,应用到风电机组上的主要有:金风科技公司的风电机组在线监测系统;北京唐智科技有限公司的JK07460风力发电机传动系统故障诊断装置;西北工业大学旋转机械与风能装置测控研究所的CAMD-6100;东方振动和噪声技术研究所的DASP系统等[1]。上述多种产品中,有些产品的分析和诊断功能较弱。而分析功能强的产品通常系统比较复杂,现场安装不方便,适合实验室使用。目前非常需要一种状态监测产品,既适合现场安装而且功能丰富,能够实时记录测...