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Xxx大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開 題 報 告 題 目 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)車故障監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師 院（系、部） 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 姓 名 日 期 教務(wù)處印制 28 一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀 近年來，受國際國內(nèi)宏觀經(jīng)濟形勢影響，國內(nèi)供電負荷增長趨緩，在相當(dāng)數(shù)量火電機組出力受限的情況下，風(fēng)電發(fā)展勢頭依然迅猛，所以對風(fēng)機葉片進行在線監(jiān)測是很有意義的，由于風(fēng)力發(fā)電具有建設(shè)周期短、裝機規(guī)模靈活、可靠性高、運行維護簡單、屬于再生的潔凈能源等特點，所以在未來的大型發(fā)電廠中，風(fēng)力發(fā)電已成為必然的發(fā)展。 1設(shè)計目的： 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是“風(fēng)力發(fā)電風(fēng)車故障監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計”，當(dāng)今的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，存在一些缺點，本次設(shè)計主要針對風(fēng)力發(fā)電機組葉片的一些常見問題，如設(shè)計不完善、生產(chǎn)缺陷、自然原因和運行不當(dāng)?shù)惹闆r做出監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。 2設(shè)計意義： 本次設(shè)計中采用先進的工業(yè)計算機、現(xiàn)場總線和工業(yè)自動化技術(shù)，按照結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、性能現(xiàn)代化、體積小型化的原則，研制適合風(fēng)力發(fā)電廠設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)是進行技術(shù)改造和新建礦井設(shè)備選型的理想選擇。為保證風(fēng)電設(shè)備無事故，在風(fēng)電設(shè)備有可能出現(xiàn)故障的各個重要環(huán)節(jié)上，設(shè)有各種檢測、控制、自診斷以及記錄和保護裝置。對于保證風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展，人身和設(shè)備安全，提高經(jīng)濟效益，都具有重要意義。 3設(shè)計現(xiàn)狀： 隨著大規(guī)模風(fēng)電場的投入運行,出現(xiàn)了很多運行故障,因而需要高額的運行維護成本,大大影響了風(fēng)電場的經(jīng)濟效益。風(fēng)電場一般處于偏遠地區(qū),工作環(huán)境復(fù)雜惡劣,風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)生故障的幾率比較大,如果機組的關(guān)鍵零部件發(fā)生故障,將會使設(shè)備損壞,甚至導(dǎo)致機組停機,造成巨大的經(jīng)濟損失 。對于工作壽命為20 年的機組,運行維護成本一般占到整個風(fēng)電場總投入的10% ~15% ,而對于海上風(fēng)電場,整個比例高達20% ~25% 。因此,為了降低風(fēng)電機組運行的風(fēng)險,維護機組安全經(jīng)濟運行,都應(yīng)該發(fā)展風(fēng)電機組狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)。當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電機組安裝在野外比較惡劣的環(huán)境，經(jīng)常處于無人值守的狀態(tài)，對其運行狀態(tài)的監(jiān)測尤其重要。由于環(huán)境因素，機體各部件故障率較高，葉片作為風(fēng)力發(fā)電機組的主要部件之一，對其故障監(jiān)測十分必要，一旦出現(xiàn)故障，要是不及時處理，葉片就會很快的斷裂。輕則造成停機，重則燒壞機組，影響正常供電，造成不可挽回的損失. 二、研究方案及預(yù)期結(jié)果 （設(shè)計方案或論文主要研究內(nèi)容、主要解決的問題、理論、方法、技術(shù)路線及論文框架等） 故障診斷常用方法有時域分析方法和頻域分析方法，時域分析方法主要研究不同時刻信號之間的關(guān)系，對于某些有明顯特征的故障信號，可做出定性分析。頻域分析方法通過研究波形的諧波分量來識別多種頻率成分。這兩種方法都具有單一性，而小波分解方法具有局部化分析的功能，在時域和頻域都能快速定位。小波分解在低頻部分，可以采用寬的時間窗，頻率分辨力則大大增強; 在高頻部分則采用寬的時間窗，頻率分辨力則會減弱。小波分解方法的這種特性非常適合非平穩(wěn)信號的故障診斷。 1設(shè)計內(nèi)容： （1） 首先介紹本文的研究背景和意義，其次分析國內(nèi)、外的研 究現(xiàn)狀，最后給出了本文的研究內(nèi)容、研究方法和結(jié)構(gòu)組織。 （2） 主要介紹風(fēng)力發(fā)電故障監(jiān)測系統(tǒng)的控制及要求 （3） 從總體上介紹風(fēng)力發(fā)電故障監(jiān)測系統(tǒng)總體方案選型設(shè)計，并對各部分的選型比較進行了闡述。 （4） 詳細介紹風(fēng)力發(fā)電故障監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。 （5） 對本文的工作進行總結(jié)，并在總結(jié)的基礎(chǔ)上對下一步工作進行展望。 2設(shè)計步驟： 第一步:明確設(shè)計任務(wù)。 第二步:系統(tǒng)總體設(shè)計。根據(jù)任務(wù)進行方案選擇和比較，確定系統(tǒng)總體設(shè)計方案。 第三步:首先是系統(tǒng)傳感器和電氣原理圖的設(shè)計，其次是機載主機的設(shè)計，最后是分析軟件的設(shè)計。 第四步: 整個系統(tǒng)的調(diào)試及性能測定。在盡可能的情況下進行軟件調(diào)試。 3預(yù)期結(jié)果 在對風(fēng)力發(fā)電機工作原理的分析以后，結(jié)合實際工作條件，選擇出需要監(jiān)測和診斷部件，設(shè)計安裝傳感器位置，建立在線監(jiān)測和故障診斷的硬件平臺。 結(jié)合工程實際研究傅里葉變換、小波理論在風(fēng)力發(fā)電機組傳動鏈的振動監(jiān)測中的優(yōu)勢。將從風(fēng)力發(fā)電機采集到的實際振動數(shù)據(jù)，經(jīng)過一定處理，再將其導(dǎo)入分析軟件中的進行一定變換和處理，得到相應(yīng)的振動波形圖。在各種波形圖分析中，獲得風(fēng)力發(fā)電機組的相應(yīng)工作狀態(tài)，以達到在線監(jiān)測和故障診斷的目的。 三、研究進度 在整個的畢業(yè)設(shè)計期間，我對自己的設(shè)計做如下安排： 第 1-2 周：文獻綜述，查閱相關(guān)文獻，對基于風(fēng)力發(fā)電故障監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)知識有所了解。 第 3-4 周：調(diào)研并搜集資料，熟悉研究方向，確定畢業(yè)設(shè)計論文題目，整體規(guī) 劃論文結(jié)構(gòu)。 第 5 周：整理資料，完成開題報告。 第 6 周：確定整體設(shè)計方案，系統(tǒng)流程圖； 第 7-9 周：進行各信號采集方案設(shè)計，確定信號采集項目和方法。 第10-13周：進行監(jiān)測系統(tǒng)的檢測和控制方案設(shè)計。 分析和研究確定的方案，以保證可靠性。 第14-15周：軟件設(shè)計：程序流程圖，程序編制，調(diào)試，書寫論文。 第 16 周：總體分析，準(zhǔn)備答辯。 四、主要參考文獻 [1]黃樹紅，李建蘭. 發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修與診斷方法［M］.北京中國電力出版社 [2]劉宗業(yè)，方開翔，林瑋．小波分析在齒輪故障診斷中的應(yīng)用研究[J]．噪聲與振動控制 [3]郜立煥，張利娜，朱建國等．基于小波分析的齒輪箱振動信號消噪處理［J］． 機械傳動，2010 [4]王斌，董興輝，劉浩等．基于故障樹的專家系統(tǒng)在風(fēng)電齒輪箱上的應(yīng)用［J］． 裝備制造技術(shù)，2011 [5]鄒志旺，顧海明，馬新鋒．基于Hilbert-Huang變換的齒輪箱故障診斷[J]．煤礦機械 [6]李輝，鄭海起，唐力偉．基于EMD和功率譜的齒輪故障診斷研究[J]．振動與沖擊，2006 [7]徐斌，王志德．FLl500風(fēng)力發(fā)電機變槳軸承故障原因分析及改進措施，能源與環(huán)境，2008 [8]于輝，鄧英．變速風(fēng)力發(fā)電機變流器故障診方法[J]．可再生能源，2010 [9]趙元喜，胥永剛，高立新等.基于諧波小波包和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動軸承聲發(fā)射故障模式識別技術(shù)[J]．振動與沖擊，2010 [10]冷軍發(fā)，荊雙喜，吳中青等．基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的齒輪箱故障診斷[J]．機械強度，2010 五、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字：