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1、第40卷第13期電力系統(tǒng)保護(hù)與控制V_o1.40NO.132012年7月1日PowerSystemProtectionandControlJuly1,2012基于統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的風(fēng)機(jī)齒輪箱故障預(yù)測(cè)趙洪山,胡慶春,李志為(1.華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院,河北保定071003;2.深圳供電局,廣東深圳518000)摘要:為了減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱故障,確保風(fēng)電機(jī)組持續(xù)安全運(yùn)行,對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在線分析,提出一種結(jié)合最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM)的風(fēng)機(jī)齒輪箱統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制故障預(yù)測(cè)方法。該方法以支持向量機(jī)學(xué)習(xí)風(fēng)電機(jī)組的正常狀態(tài)運(yùn)行模式,利用風(fēng)電機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)正常狀
2、態(tài)下該時(shí)刻齒輪箱油溫度和齒輪箱軸承溫度,并與實(shí)際溫度測(cè)量值進(jìn)行比較。隨后利用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)分析齒輪箱油溫和軸承溫度的實(shí)際值與估計(jì)值的殘差,以實(shí)現(xiàn)齒輪箱異常狀態(tài)的預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞:風(fēng)電機(jī)組;齒輪箱;最小二乘支持向量機(jī);統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制;故障預(yù)測(cè)FailurepredictionofwindturbinegearboxbasedonstatisticalprocesscontrolZHAOHong-shan,HUQing.chun,LIZhi.wei(1.SchoolofElectricalandElectronicEngineering,NorthChinaElec~icPowe
3、rUniversity,Baoding071003,China;2.ShenzhenPowerBureau,Shenzhen518000,China)Abstract:Inordertoreducethegearboxfailureofwindturbineandensureaconsistentlysecureoperationofwindturbineunits,thecondkionmonitoringdataofwindturbineoperationareanalyzedonline,andamethodofstatisticalprocesscontrol(s
4、Pc)forfailurepredictionofwindturbinegearboxbasedonleastsquaressupportvectormachines(LSSVM)isproposed.ThemodelfornormalbehaviourofgearboxisbuiltupbyLSSVM,andthereal·timedataofwindturbineoperationareusedtopredictthetemperatureofgearboxoilandbearingatcertaintimeinnormalcondition,andthenthepr
5、edictiondataarecomparedwiththeactualdata.Then,theresidualerrorbetweenpredictedvaluesandtheactualvaluesisanalyzedbySPC.AccordingtotheresultsfromSPCanalysis,somefailuresaboutgearboxCanbepredicted.●ThisworkissupportedbyNaturalScienceFoundationofHebeiProvince(No.E201000t694).Keywords:windturb
6、ine;gearbox;leastsquaresupportvectormachines;statisticalprocesscontrol;failureprediction中圖分類號(hào):TM614文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674.3415(2012)13.0067.07占總生產(chǎn)成本的20%~25%,海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)0引言行維修費(fèi)用更達(dá)到35%[3]。如何降低風(fēng)電機(jī)組的維隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為世護(hù)費(fèi)用與提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性,已成為當(dāng)前企業(yè)界上增持最快的能源。2009年末,全球累計(jì)風(fēng)電裝界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到15921.2萬(wàn)kW,我國(guó)200
7、9年風(fēng)電變速箱作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)件的核心部分,其新增裝機(jī)容量1380-3萬(wàn)kw,增長(zhǎng)率連續(xù)6年超過(guò)主要功能是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳100%,累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到2580萬(wàn)kW,新的規(guī)劃遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速【4】。變速箱發(fā)生到2020年風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到1.5億kw。隨之一旦故障,將會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生重大影響,并且由產(chǎn)生的問(wèn)題便是風(fēng)機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)【l】。據(jù)歐洲風(fēng)電于變速箱安裝在距離地面幾十米高的架塔機(jī)艙內(nèi),協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組每千瓦時(shí)的運(yùn)行檢修費(fèi)用故障發(fā)生后維修十分不便,而且費(fèi)用昂貴。可見(jiàn)對(duì)變速箱的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行