一种风电机组轴承健康劣化趋势预测方法
2018-05-29董兴辉程友星
动力工程学报 2018年5期
董兴辉, 张 光, 程友星, 王 帅
(1.华北电力大学 能源动力与机械工程学院,北京102206;2.河南理工大学 电气工程与自动化学院,河南焦作 454000)
风电机组运行环境恶劣,受气象等多种不确定因素的影响,容易出现性能与状态劣化,频繁出现故障。风电机组的关键部件一旦失效,检修时间较长,不仅影响发电量,也增加了风电场的运维成本[1-3]。风机轴承作为风电机组关键部件,在机组机械故障中占很高比例,发电机、齿轮箱的机械故障中约80%是由轴承失效而导致的[4]。较早掌握风电机组轴承的劣化程度和劣化趋势,实时了解风电机组状态,在可预知情况下合理安排检修,有助于提高整机的可靠性和利用率。
近年来,国内外学者针对风电机组轴承健康研究集中在劣化程度与状态评估2方面。安学利等[5-7]基于振动参数量计算风电机组主轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承等的劣化程度;李辉等[1,8]基于温度参数量研究风电轴承劣化程度,并在此基础上进一步对轴承进行状态评估,但没有对机组轴承劣化发展趋势开展预测研究。
笔者基于数据采集与监视控制(SCADA)系统监测数据,应用改进的集合经验模态分解(EEMD)和时间序列神经网络,通过建立预测模型,研究风电机组轴承健康状态温度劣化趋势。首先,利用SCADA监测的有关参数(如风速、功率、发电机转速和环境温度等)与轴承温度的相关系数,归一化得到影响权重,基于温度特征量构建轴承健康劣化度模型;然后利用改进后的EEMD对劣化趋势进行分解,得到一系列相对平稳的本征模态函数(IMF)分量和一个剩余分量;……
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