基于labview的大型风力发电机组旋转机械的状态监测系统设计

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1、上海交通大学硕士专业学位论文进行直接发电。到1910年时，已有好几百台风力发电机组在丹麦运行，同年美国和荷兰等国家也已经有风力发电机组在运行。风力发电的应有最早是在偏远地区，在此后一段时间内，由于风力发电设备机械事故频发且发电成本较高，而石油价格却在下降，能源供应充沛，因而风力发电并没有得到足够的重视，几乎没有得到什么发展。直到上世纪五十年代以后，人们开始对环境和自然资源的重视，特别是1973年世界石油危机的爆发，风力发电得到了人们足够的重视，在技术上得到了日新月异的发展，风力发电逐步从科研走向产品，从实验室走向

2、实用。欧洲的风力发电技术及应用起步早，丹麦和德国已是当今世界风力发电机设备的主要供应国。目前风力发电机组的发展主要有两个明显的趋势：一是单机容量定型化，兆瓦级的风力发电机产品已普遍应用；二是风力发电机组运行规模化，建立大型风电场，以降低风力发电的成本。当今世界风力发电市场发展迅速，据丹麦BTM咨询公司的统计，2007年全球风力发电市场新增装机容量创新高，新增1,980万kW，累计总容量达到了9,400万kW，较2006年的7,431万kW的总容量增长了26.5%。2002年至2007年全球风力发电的新增装机容量年

3、复和增长率为24%。与2006年相比，德国、美国和西班牙保持了前3位，中国则从第6名升至第5名。表1显示了截止2007年底，世界上风电装机最多的前十位国家的装机容量情况。表12007年全球前十位风电装机国家与装机容量 （资料来源：丹麦BTM咨询公司，2008年3月）国家2007年累计装机容量（万kW）德国2,228美国1,688西班牙1,471印度785中国605丹麦309意大利272法国247英国239葡萄牙2151.2.2中国风电发展状况研究资料表明，我国风能资源丰富，陆上可开发利用的风能资源达2.53亿kW

4、，近海的风能资源是陆地的3倍，可开发利用的风能资源达7.5亿kW，共计约10亿kW。我国风能资源主要分布在东南和辽东半岛的沿海及其岛屿，内蒙古北部，甘肃，新疆北部地区，以及松花江下游地区。2上海交通大学硕士专业学位论文我国的风力发电产业起步较晚，大致开始于上世纪60-70年代。上世纪80年代初开始，原国家科委和国家计委将新能源利用列入国家科技攻关计划，其中包括风力发电科技攻关项目。从1986年山东荣城建立了我国第一个风电场并且并网以来，我国的风电产业才真正的开始。至 2006年底，我国已在16个省、直辖市、自治区

5、建有91个风电场[2]。2006年1月我国的《中华人民共和国可再生能源法》正式开始实施，风力发电的发展受到了鼓励和支持。此外，国家发展和改革委员会发布的《可再生能源发展“十一五”规划》提出，到2010年我国可再生能源中的风电总装机容量达到1000万kW。实际发展很快，截止2007年年底，装机容量已达到605万kW，到2008年底装机估计就要达到1000万kW。1.2.2本课题的意义和主要研究内容大型风力发电机组大都地处宽阔边远地域，如近海和戈壁滩、草原等三北地区，其分布面积广，且数量多，远离监控中心。受其恶劣的自

6、然环境，以及复杂的发电机组和电力电子装置等因素影响，风力发电机设备很容易遭破坏，影响生产。要使风电场与其它发电厂相比更加具有竞争力，必须提高其可靠性、高效率及发电机组的寿命。因此，对于风力发电场要求有可靠的远程监测和无人值守运行控制系统。状态监测作为风电机组设备正常运行，优化机组设备使用，以及机组设备的故障诊断的必要手段，研究开发完善优化的状态监测系统有着十分重要的意义。目前，国内风电场的状态监测系统大多还是依赖于国外风电公司的产品，国外成熟的产品有专业轴承公司SKF的风电机组状态监测系统WindCon2.0，丹

7、麦MitaTeknik公司的WP4086状态监测系统。国内有一些科研单位开发了远程监控系统，如新疆金风科技股份科技公司开发的风电场SCADA系统。旋转机械在风力发电机组中占有很大的部分，从风叶主轴承到齿轮箱到发电机，整个传动链无不是以旋转形式传递着机械能。旋转机械在工作中不可避免的产生着振动，振动使结构的内应力大大增加，由于振动产生的交变载荷使结构发生疲劳破坏。对风力发电机组的维护有几种策略：一是“响应式维护”，即在机组出现故障崩溃以后进行维护；二是“预防式维护”，即在规定期内进行设备的替换；三是“预测式维护”，

8、即根据设备的状态进行替换；四是“主动可靠式维护”，即根据“预测是维护”所得的信息，优化风电机组的运行和使用。风电机组的状态的变化与可正常工作时间之间有一定的对应关系，如图1-1所示。3上海交通大学硕士专业学位论文振动风电机组状态状态开始改变噪声过热冒烟紧急停止3个月2周10分钟2天时间图1-1风电机组状态变化与可正常工作时间状态监测技术的目的就要是寻找一些应用于大型风力发