双核系统在风力发电设备故障诊断中研究

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1、能源发电控制技术皇里!竺!兰竺!TheNewEnergyPowerControlTechnology双核系统在风力发电设备故障诊断中的研究王惠中，李强(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050)摘要：针对发电机定子局部放电故障，提出了基于DSP+ARM双核的风电机组状态监测系统，对发电机局部放电信号进行实时在线监测。给出了系统硬件和软件的设计方案，为上位机进一步诊断和预测风电机组的故障提供可靠的数据。结果表明，能够良好的、有效的对发电机绝缘状况进行故障诊断。关键词：DSP；ARM；定子局部放电；状态监测；小波包DOI：

2、10．3969／j·issn．1000—3886．2013．06．009[中图分类号]TM614[文献标志码]A[文章编号]1000～3886(2013)06—0023—03StudyOnDual-coreSysteminFaultDiagnosisofWindPowerGeneratorWANGHui—zhong，LIQiang(CollegeofElectricalandInformationEngineering，LanzhouScienceandEngineeringUniversity，LanzhouGansu730050，

3、China)Abstract：Forpartialdischargefaultofgeneratorstarer，thispaperproposesastatemonitoringsystemofdual—corewindgenerator，basedonDSP+ARM，SOastomakereal—timeon—linemonitoringofthelocaldischargesignalofthegenerator．Italsopresentsthehardwareandsoftwaredesignschemes，toprovid

4、ereliabledataforfurtherdiagnosisofupstreamPCandforpredictionofwindgeneratorfault．Theresultsshowthatthesystemisgoodandeffectivetomakefaultdiagnosisofgeneratorinsulation．Keywords：DSP；ARM；statorpartialdischarge；statemonitoring；waveletpacket0引言局部放电信号是电信号，它具有非常宽的频谱，约从数百赫兹到数百

5、兆赫兹。从理论上，可以根据局放信号的统计特性确定目前，我国已推出2．5MW、3．0MW、5．0MW和6．0MW的风绝缘损坏的位置及程度。但在实际中，在现场检测中会存在大量电机组，而在全球：Vestas推出7MW半直驱永磁风电机，Repower的干扰信号，这些干扰会直接影响到最终的诊断结果。因此，本推出6．15MW双馈风电机组，Gamesa正开发5MW(2013年)、7文首先选择一个合适的检测方法——脉冲电流法获得较多的MW(2015年)风电机组。从历史数据来看，风力发电机单机装机放电信息，再通过DSP系统对信号高速采集，并且对干扰信号

6、进容量基本每5年翻一倍⋯。单机容量越大，单位kW的造价就越行处理。低，因此提高单机容量逐步成为国际风电设备发起战的主要趋势国内外关于监测发电机局部放电的方法主要有三种方式。之一。分别是：耦合电容法、槽耦合器监测法和中性点耦合法。中性点随着发电机的单机容量增长迅速，发电机运行的可靠性也变耦合法在传感器安装以及安全可靠方面相对前两种更好一些，但得越来越重要。针对发电机定子绝缘状况进行在线监测，可以有是它在识别放电相位方面较为困难。随着电子信息技术的发展，效的监测绝缘损坏的位置及程度，减少不必要的停机，使风电机中性点耦合法在工程中的灵敏度低

7、的问题逐渐得到了解决。因组定期维修变为预期维修，节约了维修费用。因此发电机在线监此选择中性点耦合的方法。测已成为发电机维护技术的发展趋势。本文将DSP与ARM结合起来，各自发挥了各自的优势，1．3系统的硬件设计达到优劣互补，使得状态监测系统的性能有所提升。1．3．1状态监测系统框图系统采用模块化设计思想，DSP(TMS320VC5402)主要负责1双核风电机组监测系统数据采集和处理，ARM($3C2410)负责完成数据存储、故障诊断、1．1局部放电机理无线通信功能。系统框图如图1所示。风电场多建设在东北、华北、西北及东南沿海一带。机械

8、应1．3．2DSP(TMS320VC5402)最小系统设计力、高压环境、低温低湿度环境、雷电冲击以及盐雾环境等因素将TMS320VC5402作为电路的核心，包括电源管理电路、时钟会不同程度的影响发电机的绝缘系统，会导致绝