基于scada数据的风电机组电控系统故障诊断研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于SCADA数据的风电机组电控系统故障诊断研究论文作者：孙立雄学生类别：全日制学科门类：工科学科专业：控制科学与工程指导教师：孙鹤旭职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringTHEFAULTDIAGNOSISOFTHEELECTRICALCONTROLSYSTEMFORTHEWINDGENERATORBASEDONSCADA

2、DATABySunLixiongSupervisor:Prof.SunHexuDecember2014II原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学

3、位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要风电机组的电控系统实现了对风电机组的控制，如自启动/停机、平稳并网、手动和自动的无扰动切换、变速变频控制、自动偏航控制、解缆控制、变桨距控制、数据监测和处理、自动保护以及故障记录等。随着当今风电产业快速发

4、展，针对风电机组的电控系统故障频发的现象，本文对风电机组电控系统故障检测进行讨论和研究。论文通过采集和分析风速、风电机组运行参数等数据，针对电控系统中的变桨故障和主控PLC故障进行讨论。论文首先汇集了某风电场一年的完整数据，其次结合运行数据和维护数据整理出风电机组电控系统中的常见故障类别，再次分别运用时域分析方法、时频域分析中的小波分析方法和自适应Kurtosis分析三种方法进行电控系统故障的诊断分析，最后通过风场实际数据对上述方法进行仿真验证。运用时域分析方法、时频域分析和自适应Kurtosis分析三种方法进行电控系统故障的

5、诊断，时域分析只能粗略的诊断设备是否异常，无法诊断故障部位。风电机组的电控系统中存在着许多的旋转部件，此类部件会产生一定的振动信号。这些振动信号具有周期变化但是不平稳的特性，本文采用的时频域分析法和自适应Kurtosis方法分析风电机组电控系统中的非平稳信号，效果较为明显，适用于电控系统故障诊断。在MATLAB平台下，结合以上的分析方法，通过分析功率比值等数据，并对比均值、方差、均方幅值和峰值等指标，得到了一定的故障检测规律。关键词：风电机组电控系统故障诊断IVABSTRACTTheelectriccontrolsystemo

6、fwindturbinehaveachievedthecontrolofwindturbinesinautomaticstart-upandshutdown,stationarygrid-connected,two-speedstransforming,automaticbutt,datamonitoringandprocessing,faultrecordingandautomaticprotectionetc.Inviewofhighfailurerate,thispapercarriesoutresearchonfaul

7、tdiagnosisoftheelectriccontrolsystemofwindturbine,combiningcloselythedevelopmentofwindpowerandbusinessproductionrequirements.Themaincontrolleristhecoreoftheelectriccontrolsystemofwindturbine.Throughallkindsofsensorstomonitortheoperationparametersofelectricpowernetwo

8、rk,weatherandwindturbine,andmakeallkindsofcontroldirectivestoachieveautomaticstart-upandshutdown,manualandautomaticswitchingwithoutdisturb