2024中國可再生能源大會：風(fēng)電機組風(fēng)輪不平衡影響分析及識別方法研究

報告人：邢作霞陳明陽羅世茂遼寧省一流大學(xué)重點建設(shè)高校概況?驗室”、“先進能源裝備及應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心”、“遼寧省清潔能源供熱工程技術(shù)研究中心”建設(shè)。主要研究方向：風(fēng)電機組整機設(shè)計與機組運行狀態(tài)評估、故障診斷，教學(xué)實驗平臺與虛擬仿真實驗開發(fā)，固體電蓄熱儲能綜合系統(tǒng)開發(fā)、電力現(xiàn)貨交易市場機制優(yōu)化。 01研究背景及意義02風(fēng)輪不平衡影響分析03風(fēng)輪不平衡的識別04總結(jié)與展望01選題背景及研究意義1.GrhA,HpA,CedsA,etal.DetectionofmassimbalanceintherotorofwindturbinesusingSupportVectorMachine[J].RenewableEnergy,2021.doi:10.1016/j.renene.2021.01.0802.JuniorFM,MouraED,RochaPC,etal.Unbalanceevaluationofascaledwindturbineunderdifferentrotationalregimesviadetrendedfluctuationanalysisofvibrationsignalscombinedwithpatternrecognitiontechniques[J].Energy,2019,171:556-565.FFFFFFFF,F,FFGYFFFFFFFF,F,FFGY02風(fēng)輪不平衡影響分析F(x)m3l3FF(t)m2l2F,FCGFFGGYFF(x)m3l3FF(t)m2l2F,FCGFFGGYFFm1lm1l1FFFFm3-m3m!MXTYTMXTYTFaammgFZTMYTZTFYTFXTXT速作用。!320030002800260024002200200018001600正常工況1%質(zhì)量不平衡2%質(zhì)量不平衡3%質(zhì)量不平衡4%質(zhì)量不平衡5%質(zhì)量不平衡0153045607590105120135150機組運行時間（t）FFFFZMMFYFYF正常工況1°氣動不平衡2°氣動不平衡3°氣動不平衡4°氣動不平衡5°氣動不平衡FFFFZMMFYFYF正常工況1°氣動不平衡2°氣動不平衡3°氣動不平衡4°氣動不平衡5°氣動不平衡ΔFFΔFFFMZ X3200300028002600240022002000180016000153045607590105120135150機組運行時間（t）機艙側(cè)向加速度(m/s)機艙前后加速度(m/s)機艙前后加速度(m/s)機艙側(cè)向加速度(m/s)機艙前后加速度(m/s)機艙前后加速度(m/s)0.0機艙側(cè)向加速度(m/s)26002550250024502400235023002250220021500102030405060708090100110120B1:0kg,B1:0°B1:0kg,B1:3°B1:0kg,B1:5°B1:90kg,B1:0° B1:180kg,B1:0°B1:90kg,B1:3°B1:180kg,B1:3°B1:90kg,B1:5°B1:180kg,B1:5°采樣時間[s] FYFYMFMFXMF03風(fēng)輪不平衡的識別!!機艙加速度包絡(luò)譜（m/s）機艙加速度包絡(luò)譜（m/s）lulsi-)機艙加速度包絡(luò)譜（m/s!!機艙加速度包絡(luò)譜（m/s）機艙加速度包絡(luò)譜（m/s）lulsi-)機艙加速度包絡(luò)譜（m/s 變換后的頻域信號原始時域信號將原始的時域信號分解為n個不同頻率的三角函數(shù)，然后用對應(yīng)頻率坐標(biāo)將它們表示出來，就得到了完整的頻域信號。小波分解的實質(zhì)是將原始信號函數(shù)分解為一系列不同尺度層面下的小波函數(shù)的疊加。本文利用小波分解，n變換后的頻域信號原始時域信號將原始的時域信號分解為n個不同頻率的三角函數(shù)，然后用對應(yīng)頻率坐標(biāo)將它們表示出來，就得到了完整的頻域信號。小波分解的實質(zhì)是將原始信號函數(shù)分解為一系列不同尺度層面下的小波函數(shù)的疊加。本文利用小波分解，nn將風(fēng)電機組頻域信號層層分解為高頻、低頻不同尺度的細節(jié)信原始信號近似信號細節(jié)信號振幅（m）0.80.80.80.70.60.50.40.30.20.80.70.60.50.40.30.20.10.00.70.60.50.40.30.20.1正常質(zhì)量不平衡10%質(zhì)量不平衡15%0.150.200.250.300.350.400.00.10.20.30.40.50頻率（Hz）圖1.傅里葉計算結(jié)果振幅（m)0.350.300.250.200.150.100.050.00 正常氣動不平衡10° 正常氣動不平衡10°氣動不平衡15°0.350.300.250.200.150.100.050.000.150.200.250.300.350.400.45頻率（Hz）圖1.傅里葉計算結(jié)果 基于VMD-WTD的信號降噪方法 基于VMD-WTD的信號降噪方法 VMD!WTDVMD!WTD!! 10%質(zhì)量不平衡15%質(zhì)量不平衡0-0.3125HZ0.3125-0.625HZ0.625-0.9375HZ0.9375-1.25HZ0-0.3125HZ0.3125-0.625HZ0.625-0.9375HZ0.9375-1.25HZ5%質(zhì)量不平衡圖1.質(zhì)量不平衡不同頻率能量占比情況氣動不平衡10e氣動不平衡15e氣動不平衡圖2.氣動不平衡不同頻率能量占比情況………………45000045000044100144A-Imbal-1A-Imbal-2A-Imbal-3A-Imbal-44510004320013340041A-Imbal-1A-Imbal-2A-Imbal-3A-Imbal-4樣本長度………………45000045000044100144A-Imbal-1A-Imbal-2A-Imbal-3A-Imbal-44510004320013340041A-Imbal-1A-Imbal-2A-Imbal-3A-Imbal-4重疊區(qū)偏移量45000045400040200143A-Imbal45000045400040200143A-Imbal-1A-Imbal-2A-Imbal-3A-Imbal-444001341000436001393800074510002810044A-Imbal3800074510002810044A-Imbal-1A-Imbal-2A-Imbal-3A-Imbal-43870073230062970038……45100044130044500037440001450000441001441°Imbal3°Imbal5°Imbal7°Imbal1°Imbal3°Imbal5°Imbal7°Imbal1°Imbal3°Imbal5°Imbal7°Imbal無噪聲SNR=35SNR=1044000145100044000045Input:B={x1...m};Y,βoutput:{yi=BNY,β(xi)}yi←Yxi+β0.80.60.40.20.0-0.2-0.4-0.6-0.800.080.060.040.020.00-0.02-0.04-0.06-0.080-0.2-0.4-0.6-0.80-0.3-0.6-0.9-1.20102030405060708090100102030405060708090100110120▲▲..........................................歸化的信號..........................................歸化的信號輸入信號▲▲▲▲........................步驟2-1?LS/?θS域鑒別器D2fs1fskLfs2特征提LDLL步驟1?L/?θ步驟2-2LT/?θTfT1?fT2fTkLC