多传感器节点数据融合在风电塔筒监测预警中的应用

【摘要】：风力塔筒是风力发电装置的重要受力部件之一。风力塔筒给风轮、机舱以及叶片提供满足要求的、可靠的稳定支撑力,提供安装、检修等工作平台。风电塔筒的正常工作状态是风电机组正常发电的基本保证。风电塔筒的沉降、倾斜、震动等现象会导致风电塔筒倒塌、起火等严重事故,殃及人身和财产安全。无人坚守的风电场,无法在第一时间通知管理人员调度检修人员在最短时间内修复风机设备,从而给风电场造成巨大损失,甚至造成灾难性的影响。针对当前风电场对塔筒状态监测的劳动强度大、费时费力、检测精度低、不具有预警功能等缺点。算法方面提出了基于多传感器数据融合的风电塔筒倾斜沉降监测预警算法,结合相关理论对数据进行分析。利用加权均值数据融合和置信区间数据校验的数据预处理方法对风电塔筒的倾斜、沉降现场多传感器数据进行初步整合,数据预处理的结果应用到基于回归分析的对数模型预测算法中,对已经测量的数据进行拟合,得到预测模型。详细介绍了方法的理论推导过程,并对相关的算法做了仿真对比,验证了算法的可行性。通过对数模型,进而预测未来时间的风电塔筒倾斜沉降状态变化趋势,当预测时间内倾斜度或沉降量可能超过阈值时,自动发出警报,通知工作人员迅速启动维护程序,从而实现预警的目的。软件方面设计了监测预警人机交互界面,实现了对倾斜度和沉降量的直观展示、曲线生成功能和监测预警功能。该系统具有较高的预警精确度,具有理论价值和应用价值,适合在风力发电场等相关场所进行采用。 【关键词】：风电塔筒 数据融合 回归分析 实时监测 预警
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题的背景及意义10-12
• 1.2 风电机组状态监测国内外研究现状和发展12-16
• 1.2.1 国外研究情况12-13
• 1.2.2 国内研究情况13-15
• 1.2.3 风电塔筒状态监测现状和发展趋势15-16
• 1.3 课题的研究内容及论文结构安排16-18
• 1.3.1 研究内容16
• 1.3.2 论文结构安排16-18
• 第2章 数据融合技术18-27
• 2.1 数据融合技术的研究18-20
• 2.1.1 数据融合定义18
• 2.1.2 数据融合的基本原理18-19
• 2.1.3 数据融合的功能模型19
• 2.1.4 数据融合的结构19-20
• 2.2 数据融合分类与主要方法20-23
• 2.2.1 基于数据级的融合21-22
• 2.2.2 基于特征级的融合22
• 2.2.3 基于决策级的融合22-23
• 2.3 数据融合预测技术研究23-24
• 2.4 数据融合的应用和存在的问题24-26
• 2.4.1 数据融合的应用24-25
• 2.4.2 数据融合存在的问题25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 风电塔筒倾斜沉降监测预警方法的研究27-41
• 3.1 数据预处理方法模型28-32
• 3.1.1 多传感器数据融合预处理28-30
• 3.1.2 坏值数据预处理30-31
• 3.1.3 空值数据预处理31-32
• 3.2 预测方法的基本原理和预测模型32-35
• 3.2.1 预测方法的基本原理32-33
• 3.2.2 预测方法模型33-35
• 3.3 风电机组塔筒数据处理35-36
• 3.4 算法仿真36-39
• 3.4.1 风电机塔筒倾斜数据36-38
• 3.4.2 风电机塔筒沉降数据38-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第4章 风电塔筒状态监测预警系统设计和实现41-51
• 4.1 系统总体设计方案41-45
• 4.1.1 现场数据采集模块42-44
• 4.1.2 网络传输模块44
• 4.1.3 终端监测模块44-45
• 4.2 监测系统软件整体设计45-46
• 4.2.1 系统整体框架设计45-46
• 4.2.2 系统整体结构设计46
• 4.3 软件主要模块的实现46-49
• 4.3.1 主页登录页面46-47
• 4.3.2 倾斜监测预警模块47-48
• 4.3.3 沉降监测预警模块48-49
• 4.4 本章小结49-51
• 结论51-53
• 参考文献53-56
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文56-57
• 致谢57

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

风电机组塔筒模态的环境脉动实测与数值模拟研究    马人乐;马跃强;刘慧群;陈俊岭;

1.5MW风机塔筒吊装施工技术    甘凤林;艾立明;

风电机组塔筒振动的分析与测量    高俊云;连晋华;

风电塔筒结构和强度分析    刘银龙;

基于变形要求的钢-复合材料风机塔筒选型研究    杨飞;董军;

基于有限元方法的风电机组塔筒及法兰优化设计    胡佳林;刘平;廖晖;

风电塔筒制作过程研究    郭景红;

分馏塔塔筒折皱的原因及预防    沈斌,王丽娟

丹麦600KW风电机组塔筒制造技术    武世红,刘希平,刘青

基于塔筒力学性能的风机维修起重平台基本参数设计    吴玉厚;马文文;孙佳;张珂;

风力机塔筒的三维有限元抗台风分析    汤炜梁;袁奇;高锐;

基于有限元方法的风电机组塔筒及法兰优化设计    胡佳林;

大型风力发电机锥台型塔筒的受力性能分析与优化设计    李斌;高春彦;

风电塔筒焊缝分析    王海龙;李英昌;

论FD82A/1 500kW-70m风力发电机塔筒的制作    陈勇道;

某小型风力发电机组复合材料筒塔的力学设计及改进建议    张建川;张前峰;沙海峰;周祝林;

风电机组塔筒厚板门框焊接工艺的分析和组焊方法    王中伟;

风电机组塔筒在线监测技术的应用研究    刘峰;

风电机组塔筒增高的经济性分析    韩宝云;罗芳;

FD77A型风电机组安装技术管理综述    陈勇道;

厦船重工成功交付风力发电塔筒 填补福建省空白    高心如　张智贤

西北最大规模塔筒生产线建成投产    记者 戴宏 通讯员 朱珍

大庆成东北最大风电塔筒生产基地    记者 王治军

东北最大风电塔筒投产    记者 邵晶岩　李飞

德企携木质风电塔筒来华寻新商机    本报记者 方笑菊

拓展市场空间 谋求长远发展    赵德忠 赵尚利 王宏旺

全省首台3兆瓦风机塔筒基础环下线    记者郭军

大庆风电塔筒产业化项目开工    记者 于忠斌

Nordex第四代Delta系列风机问世    张兰

好风凭借力    赵国忠

风力发电机塔筒连接系强度分析与试验研究    安孟德

大型风力发电机组直锥形钢塔筒设计研究    蒙宣伊

海上风力机塔筒结构可靠性优化设计    李琼

内加筋风力机塔筒风致动力响应与稳定性能研究    梁俊

多传感器节点数据融合在风电塔筒监测预警中的应用    李婷婷

风力发电机组塔筒结构分析研究    冯博

预应力混凝土及钢塔筒的受力分析与优化    李静平

1.5MW风力机塔筒及叶片动态特性分析    邵帅

风机塔筒摩擦连接构件的力学性能分析    王振坤

风力发电机塔筒受力性能的试验研究    孙海磊