以风电机组轴承为研究对象,利用SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)监测参数,应用最小二乘曲面拟合算法,建立轴承温度健康状态劣化趋势模型。改进并应用EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)方法,分解具有非平稳...
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以风电机组轴承为研究对象,利用SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)监测参数,应用最小二乘曲面拟合算法,建立轴承温度健康状态劣化趋势模型。改进并应用EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)方法,分解具有非平稳性特性的轴承劣化趋势为一系列相对平稳的分量,利用时间序列神经网络分别对各分量单独预测,叠加所有分量的预测值作为最终的预测结果。经过仿真测试,该方法能够以更高的精度预测风电机组轴承健康状态劣化趋势。
风电机组运行环境恶劣,受气候等多种不确定因素的影响,容易出现性能与状态劣化。关键部件一旦失效,检修时间较长,增加风电场的运维成本。轴承作为风电机组中关键的部件,其运行状况对整台设备的可靠性具有重要的影响。本文基于风电机组的监控与数据采集(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)系统运行数据,从健康评估模型和劣化趋势预测两方面展开对轴承的状态的研究。建立轴承健康评估模型和趋势预测模型。本文以风电机组轴承温度为研究对象,考虑轴承温度受风速和功率的影响,以Bin方法进行划分工况,利用相对评价标准遴选轴承各工况的健康状态样本集;利用最小二乘拟合健康样本数据,形成轴承温度健康状态评估模型,在此基础之上,结合实际运行状态的上下阈值,引入劣化度概念。考虑到风电机组轴承劣化趋势非线性的问题,进一步应用时间序列神经网络,建立风电机组轴承的劣化趋势预测模型。以风电场实际数据为例,对模型进行验证并与其它模型进行比较。应用前面建立模型评估时,还存在风电机组轴承劣化趋势非稳定性的问题,这将会影响预测结果。于是在预测之前,应用EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)方法,将具有非平稳性特性的劣化趋势分解为一系列相对平稳的分量,利用时间序列神经网络对各分量开展预测,将所有分量的预测结果叠加得到最终的预测结果。研究结果表明,对于非线性数据,时间序列神经网络预测模型更具有一定的优势,精度得到提高,通常能满足风电机组轴承对监测参数的需求,对发现早期机组潜在的故障具有很好的实用性。对于具有较强非线性和非稳定的时间序列,本文的组合预测模型能更有效地跟踪风机轴承健康状态劣化趋势,且能明显提高预测的精度。
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