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考虑转速波动时的双馈风力发电机气隙静偏心故障下定子振动特性分析 被引量：2
1
作者 王萱 万书亭 +2 位作者 张伯麟 张雄 绳晓玲 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期448-457,共10页
提出并研究考虑转速波动的气隙静偏心故障特征分析,首先对故障特性进行理论分析,使用磁密-电磁力密度法推导得到考虑转速波动前后的气隙周向磁密、磁密随时间变化以及电磁力密度的解析表达,并分析其变化特性。然后,使用Matlab/Simulink-... 提出并研究考虑转速波动的气隙静偏心故障特征分析,首先对故障特性进行理论分析,使用磁密-电磁力密度法推导得到考虑转速波动前后的气隙周向磁密、磁密随时间变化以及电磁力密度的解析表达,并分析其变化特性。然后,使用Matlab/Simulink-Simplorer-Maxwell 2D建立包括气隙静偏心和发电机组控制模块的双馈风力发电机组模型及转速波动模型。最后,在可模拟双馈风力发电机转速波动和气隙静偏心的实验平台进行实验验证,获得考虑转速波动前后的定子铁芯振动信号,使用基于短时傅里叶变换的同步压缩变换获取振动信号的时频特征。结果表明,考虑转速波动之后,气隙静偏心将导致磁密中存在3k(k=1,2,3,…)倍机械转频,电磁力密度和振动信号中存在2f±3kf_(w)(f_(w)为叶轮转频)的频率,通过同步压缩变换可提取到频率分量2f±3kf_(w)t,其中2f±3kf_(w)t是转速波动引起的。 展开更多
关键词 风电机组 风速 故障诊断 气隙静偏心 定子振动特性 同步压缩变换
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基于ISDP和膨胀胶囊网络的风电机组齿轮箱故障诊断 被引量：2
2
作者 李俊卿 韩小平 +4 位作者 黄涛 张承志 刘若尧 何玉灵 刘雨田 《智慧电力》 北大核心 2025年第3期27-34,共8页
针对风电机组齿轮箱故障信号受多噪声、多转速影响难以处理的问题,提出一种基于优化变分模态分解(VMD)的改进对称点图(ISDP)和膨胀胶囊网络(DCapsNet)结合的故障诊断方法。首先,提出利用均方根误差和皮尔逊相关系数优化VMD最佳分解数量... 针对风电机组齿轮箱故障信号受多噪声、多转速影响难以处理的问题,提出一种基于优化变分模态分解(VMD)的改进对称点图(ISDP)和膨胀胶囊网络(DCapsNet)结合的故障诊断方法。首先,提出利用均方根误差和皮尔逊相关系数优化VMD最佳分解数量和惩罚因子的方法,并利用优化后的VMD对故障信号降噪;其次,将去噪后的故障信号转化为多通道多间隔的ISDP;最后,将ISDP输入DCapsNet进行训练。实验结果表明,所提ISDP-DCapsNet方法相比于其他故障诊断方法,具备良好的精确性和有效性。 展开更多
关键词 齿轮箱 故障诊断 变分模态分解 胶囊网络 对称点图
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双馈异步发电机定子匝间短路对并联支路环流特性的影响 被引量：1
3
作者 何玉灵 刘翔奥 +5 位作者 代德瑞 徐明星 张文 赵路佳 万书亭 李俊卿 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期74-81,共8页
分析了双馈异步发电机定子匝间短路故障前后的定子绕组并联支路环流特性。首先对正常情况和匝间短路情况下气隙磁通密度表达式进行了推导,得到了并联支路环流的解析表达式;然后建立了故障前后的二维有限元计算模型并对并联支路环流进行... 分析了双馈异步发电机定子匝间短路故障前后的定子绕组并联支路环流特性。首先对正常情况和匝间短路情况下气隙磁通密度表达式进行了推导,得到了并联支路环流的解析表达式;然后建立了故障前后的二维有限元计算模型并对并联支路环流进行求解计算;最后在故障模拟发电机组上完成了实验验证,所得实验结果与理论推导及有限元仿真结果基本吻合。结果表明:正常情况下发电机定子绕组无并联支路环流,而单条支路短路故障发生后并联支路内出现环流,其频率成分为f、f_(u)、(1+(n±x)(1-s))f,并且随着故障程度的加剧各并联支路环流频率成分幅值将会增加;两条并联支路发生相同程度短路故障后无并联支路环流。 展开更多
关键词 双馈异步发电机 定子匝间短路 有限元分析 并联支路环流 故障特征。
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基于动态集群的风电机组异常状态检测方法 被引量：1
4
作者 于华楠 李靖雨 +2 位作者 王鹤 李石强 边竞 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期64-71,94,共9页
针对风电机组异常状态的检测问题,提出了考虑相似机组运行状态的风电机组异常检测方法。基于滑动时窗和K-means聚类算法对风电机组运行数据进行分析,提出了风电机组动态集群方法,进而建立了考虑时空相关性的风电机组集群。提出基于自适... 针对风电机组异常状态的检测问题,提出了考虑相似机组运行状态的风电机组异常检测方法。基于滑动时窗和K-means聚类算法对风电机组运行数据进行分析,提出了风电机组动态集群方法,进而建立了考虑时空相关性的风电机组集群。提出基于自适应权重与Levy飞行策略的北方苍鹰优化(WLNGO)算法;利用五折交叉验证(5CV)改进WLNGO算法,得到WLNGO-5CV算法,并利用该算法对核极限学习机(KELM)的超参数进行优化,进一步提出WLNGO-5CV-KELM回归模型。结合滑动时窗对相似机组预测残差进行统计分析得到实时预警阈值,消除了工况等因素对风电机组的影响,能够对目标风电机组进行可靠的异常检测。通过对中国东北某风电场的实际数据进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 风电机组 WLNGO-5CV-KELM回归模型 时空相关性 动态集群 异常状态监测 数据采集与监控系统
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基于强化双树复小波包变换的风电机组偏航轴承损伤识别 被引量：2
5
作者 王晓龙 金韩微 +3 位作者 张博文 石海超 杨秀彬 何玉灵 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期115-123,共9页
针对风电机组偏航轴承损伤识别问题,提出了基于强化双树复小波包变换的损伤识别方法。首先,通过双树复小波包变换与线性峭度结合对不同分解层数下的分量计算平均线性峭度值,确定最优分解层数;其次,对最优分解所得小波系数及尺度系数进... 针对风电机组偏航轴承损伤识别问题,提出了基于强化双树复小波包变换的损伤识别方法。首先,通过双树复小波包变换与线性峭度结合对不同分解层数下的分量计算平均线性峭度值,确定最优分解层数;其次,对最优分解所得小波系数及尺度系数进行幅值调制,进而增强不同信号成分的能量;然后,采用散布熵指标确定各分量最佳调制系数并通过双树复小波包逆变换得到修正信号;最后,对修正信号作归一化平方包络谱分析提取故障特征频率。结果表明:所提方法能够实现复杂工况下偏航轴承损伤类型的准确识别,具有一定工程参考价值。 展开更多
关键词 风电机组 偏航轴承 双树复小波包变换 谱幅值调制
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基于卷积双向长短期记忆网络的风电机组传动系统疲劳载荷预测 被引量：1
6
作者 王晓东 李清 +2 位作者 付德义 刘颖明 王若瑾 《中国电力》 北大核心 2025年第4期90-97,共8页
在役风电机组传动系统的疲劳载荷一般基于关键部位应力测量,通过雨流计数法计算进行量化,该过程耗时长、成本高。针对在役风电机组控制策略和参数优化中传统疲劳载荷量化模型偏差较大的问题,在风电机组状态数据的基础上提出了一种基于... 在役风电机组传动系统的疲劳载荷一般基于关键部位应力测量,通过雨流计数法计算进行量化,该过程耗时长、成本高。针对在役风电机组控制策略和参数优化中传统疲劳载荷量化模型偏差较大的问题,在风电机组状态数据的基础上提出了一种基于卷积双向长短期记忆神经网络(convolutional neural networkbidirectional long short-term memory,CNN-BiLSTM)的传动系统疲劳载荷预测模型。首先,以基于额定风速及以上工况OpenFAST的仿真数据构建疲劳载荷特征数据库,并进行训练和测试。然后,将模型的预测数据与实际数据进行对比,利用相关评价指标对模型的预测性能进行评估,验证了该模型的有效性。最后,通过与长短期记忆和深度神经网络两种模型的预测结果对比,证明了CNN-BiLSTM载荷预测模型能进一步提高风电机组传动系统载荷预测的准确度。 展开更多
关键词 疲劳载荷 风电机组 LSTM 载荷预测 CNN-BiLSTM
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基于CSD-STM的风电机马尔可夫链退化建模与预防维护策略 被引量：1
7
作者 李亚平 李海燕 陶良彦 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第2期627-636,共10页
针对现有的风电机马尔可夫链退化建模方法忽视了外部冲击的影响,设计了一类考虑累积冲击损伤的状态概率转移矩阵(CSD-STM),在此基础上研究了基于CSD-STM的风电机马尔可夫链退化建模方法,并定义了可靠度模型,同时提出基于收益最大化的预... 针对现有的风电机马尔可夫链退化建模方法忽视了外部冲击的影响,设计了一类考虑累积冲击损伤的状态概率转移矩阵(CSD-STM),在此基础上研究了基于CSD-STM的风电机马尔可夫链退化建模方法,并定义了可靠度模型,同时提出基于收益最大化的预防维护策略,为风电机的可靠度评估与预防维护决策提供了理论支撑。最后通过风电发电机案例分析验证了所提模型与方法的有效性。 展开更多
关键词 外部冲击 马尔可夫链 可靠性 预防维护
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基于动态无功支撑的双馈风电机组高电压穿越改进控制策略 被引量：2
8
作者 颜湘武 雷国庆 +2 位作者 蔡光 雷健华 马腾宇 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第6期198-207,共10页
高比例新能源接入给电力系统的安全稳定运行带来巨大风险,提高风电机组的故障穿越能力能够有效避免大范围风电机组脱网事故的发生,对电网安全稳定运行尤为重要。首先,通过分析脉宽调制电压源型变流器相量控制理论发现,处于超同步、亚同... 高比例新能源接入给电力系统的安全稳定运行带来巨大风险,提高风电机组的故障穿越能力能够有效避免大范围风电机组脱网事故的发生,对电网安全稳定运行尤为重要。首先,通过分析脉宽调制电压源型变流器相量控制理论发现,处于超同步、亚同步运行工况的双馈风电机组在电网发生暂态过电压期间均容易存在网侧变流器失控问题,不能有效发挥变流器的直流稳压作用,最终导致母线电压过高而触发保护,严重时可能会造成风电机组脱网。然后,通过网侧和转子侧变流器调节变流器功率因数角,向电网持续注入感性无功电流,利用滤波器阻抗的分压作用,提出基于变流器功率因数角调节的高电压穿越改进控制策略,从而满足变流器电压相量的控制要求,解决了直流侧母线不能稳压的问题。此外,根据不同电压区间制定了更细致的分段控制方案,有利于电网电压快速恢复。最后,结合Simulink仿真实验证明了双馈风电机组在暂态过电压下故障特性分析的准确性及所提改进控制策略的可行性。 展开更多
关键词 双馈风电机组 高电压穿越 无功支撑 变流器 相量控制
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风电机组一次调频对载荷的影响分析及综合惯量控制优化方法研究 被引量：1
9
作者 刘军 全哲辰 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第2期38-49,共12页
风电机组参与一次调频期间会产生附加机械载荷,影响机组安全稳定运行。为明确风电机组参与一次调频对机械载荷的影响机制,建立了含综合惯量控制的风电机组机械结构动力学模型,分析了综合惯量控制对叶片、塔架及传动轴系载荷的影响。针... 风电机组参与一次调频期间会产生附加机械载荷,影响机组安全稳定运行。为明确风电机组参与一次调频对机械载荷的影响机制,建立了含综合惯量控制的风电机组机械结构动力学模型,分析了综合惯量控制对叶片、塔架及传动轴系载荷的影响。针对风电机组参与一次调频会激发传动轴扭振和塔架侧向振动的问题,首先,在综合惯量控制的基础上,提出了根据风电机组转速和频率变化动态调节虚拟惯量系数和下垂系数的方法,提升风电机组的调频性能。其次,提出了基于转矩补偿的扭振抑制策略,提高轴系的等效阻尼和等效刚度。搭建了基于Open FAST和Matlab的风电机组机电耦合仿真模型。仿真结果表明,所提策略提升风电机组频率支撑能力的同时,减小了调频过程中传动轴和塔架的附加机械载荷。 展开更多
关键词 风电机组 调频控制 频率支撑 机械载荷 载荷分析 轴系扭振
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具有注意力机制的CNN-GRU模型在风电机组异常状态预警中的应用 被引量：1
10
作者 马良玉 胡景琛 +1 位作者 段晓冲 黄日灏 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第3期374-383,共10页
针对风电机组长期在恶劣环境中工作导致故障频发的问题,提出一种具有注意力机制的卷积神经网络(CNN)及门控循环单元(GRU)的异常工况预警方法.利用快速密度峰值聚类和局部离群因子算法对风电机组数据采集与监控系统中的异常数据进行清洗... 针对风电机组长期在恶劣环境中工作导致故障频发的问题,提出一种具有注意力机制的卷积神经网络(CNN)及门控循环单元(GRU)的异常工况预警方法.利用快速密度峰值聚类和局部离群因子算法对风电机组数据采集与监控系统中的异常数据进行清洗,结合机理分析及极端梯度提升(XGBoost)算法对特征重要性的评估确定模型的输入输出参数,进而采用具有注意力机制的CNN-GRU模型建立风电机组正常运行工况的性能预测模型.以该预测模型为基础,利用时移滑动窗口构建风电机组状态评价指标,并结合统计学中的区间估计法确定预警阈值,最终实现机组异常工况预警.应用某风电机组真实历史故障数据进行实验,结果表明,本文所提方法能够准确地对异常状态进行提前识别和预警,有利于运维人员及时处理故障,保证机组安全稳定运行. 展开更多
关键词 风电机组 卷积神经网络 门控循环单元 注意力机制 故障预警
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冲击电压下背面电极对玻纤/环氧树脂蒙皮沿面放电特性的影响研究 被引量：1
11
作者 赵玉顺 刘志轶 +1 位作者 侯天奇 傅毓斐 《高压电器》 北大核心 2025年第3期128-137,共10页
雷击风机叶片将造成严重事故,威胁风电机组安全运行。文中提出一种新型雷电防护方法,通过背面电极将雷击在叶片表面产生的沿面放电导向接闪器。该方法的防雷成功率与叶片的沿面放电特性有关,研究背面电极对风机叶片沿面放电特性的影响,... 雷击风机叶片将造成严重事故,威胁风电机组安全运行。文中提出一种新型雷电防护方法,通过背面电极将雷击在叶片表面产生的沿面放电导向接闪器。该方法的防雷成功率与叶片的沿面放电特性有关,研究背面电极对风机叶片沿面放电特性的影响,对于提高新型雷电防护方法的效能具有重要意义。采用玻纤/环氧树脂蒙皮模拟实际风机叶片结构,改变背面电极的尺寸和位置,观察不同情况下蒙皮的沿面放电形貌。结果表明,背面电极将改变蒙皮的沿面放电形貌,增加沿面放电长度;背面电极的宽度越小、长度越长,沿面放电的长度越长;当背面电极距离雷击附着点较近时,沿面放电仍然能够增长,当背面电极距离雷击附着点较远时,沿面放电不再增长。分析认为,背面电极影响了蒙皮表面的电场分布,增强了二次电子发射过程,从而导致沿面放电长度增加。 展开更多
关键词 冲击电压 风机叶片 背面电极 沿面放电
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基于超螺旋观测器的永磁同步电机预测控制 被引量：1
12
作者 黄向慧 李彦龙 杨方 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期34-38,43,共6页
永磁同步电机(PMSM)模型预测控制存在权重因子选择困难,并且在一个控制周期内电压矢量幅值和方向受限,磁链脉动大的问题,本文提出了一种基于超螺旋磁链观测器的PMSM三矢量模型预测控制方法。首先,引入模型预测磁链控制解决了权重因子选... 永磁同步电机(PMSM)模型预测控制存在权重因子选择困难,并且在一个控制周期内电压矢量幅值和方向受限,磁链脉动大的问题,本文提出了一种基于超螺旋磁链观测器的PMSM三矢量模型预测控制方法。首先,引入模型预测磁链控制解决了权重因子选择困难的问题,但是带来了预测磁链误差较大的问题;其次,通过6次在线遍历寻优得到最优矢量和磁链误差;然后,通过选取第二电压矢量来减少磁链误差,并选取零电压矢量来调节幅值的大小;最后,利用磁链无差拍控制原理确定各个电压矢量的作用时间。仿真结果表明,与传统的模型预测磁链控制相比,保持良好的动态响应性能的同时,减少了转矩和磁链脉动。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测控制 超螺旋观测器 无差拍控制
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基于VMD-CNN-BiTCN滚动轴承故障诊断 被引量：3
13
作者 徐志祥 玄永伟 +1 位作者 王洪洋 王壬杰 《微特电机》 2025年第2期68-73,共6页
针对滚动轴承故障诊断中,传统卷积神经网络(CNN)特征提取感受野受限、无法有效提取数据时序特征的问题,提出了一种CNN结合双向时间卷积网络(BiTCN)的模型,该模型能够扩展感受野并有效捕获数据的时序特征。将原始振动信号通过变分模态(V... 针对滚动轴承故障诊断中,传统卷积神经网络(CNN)特征提取感受野受限、无法有效提取数据时序特征的问题,提出了一种CNN结合双向时间卷积网络(BiTCN)的模型,该模型能够扩展感受野并有效捕获数据的时序特征。将原始振动信号通过变分模态(VMD)分解为K个本征模函数(IMF);将分解后的信号输入到CNN层中进行特征提取和信号压缩;将该信号送入BiTCN中,提取正反两个方向的时序特征,使用膨胀卷积最大化感受野;通过池化层和全连接层实现滚动轴承故障诊断。实验结果显示,该模型在特征提取能力和时序特征感知具有显著优势,能够在多个数据集中表现出良好的故障诊断性能和泛化能力。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 卷积神经网络 双向时间卷积网络 变分模态分解
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考虑静偏心时永磁发电机局部失磁下定子振动特性
14
作者 何玉灵 邢云 +5 位作者 付滋翔 代德瑞 徐明星 周福成 万书亭 李俊卿 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期106-116,共11页
通过理论推导、有限元计算和实验验证,分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是,提出了一种新的发电机局部失磁模型,并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况... 通过理论推导、有限元计算和实验验证,分析了永磁同步发电机气隙静偏心故障、局部失磁故障以及复合故障前后的定子振动特性。与以往研究不同的是,提出了一种新的发电机局部失磁模型,并综合考虑了气隙静偏心的影响。首先通过分析各工况下的气隙磁密,推导出定子所受单位面积磁拉力的表达式,然后在一台四对极永磁同步发电机上进行有限元仿真计算和实验验证,理论、仿真与实验结果基本吻合。结果表明,正常情况下定子振动只有偶数倍频成分,静偏心故障不会引入新频率成分,但会增大定子振动各频率幅值。发生局部失磁故障时,出现新的分数倍频成分(f/4、f/2、3f/4……),原有的偶数倍频幅值基本不变。复合故障下也出现分数倍频成分,且失磁程度一致时,偶数倍频幅值随着偏心故障的加剧而增大,分数倍频幅值基本不变。偏心程度一定时,随着局部失磁故障的加剧,偶数倍频幅值基本不变,分数倍频幅值增大。 展开更多
关键词 永磁同步发电机 气隙静偏心 局部失磁 定子振动 有限元计算
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热化学法处置退役风电叶片污染物生成特性
15
作者 熊小鹤 张一楠 +2 位作者 李良钰 张京晶 谭厚章 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1339-1346,共8页
风电叶片由于质量小、强度大、叶片长等特点,一直是固废行业回收处置的难点。热化学法处置退役风电叶片是一项有潜力的规模化工业推广技术。针对热化学法处置过程中的污染物排放问题,在管式电炉试验台上对风电叶片样品分别在N_(2)、CO_... 风电叶片由于质量小、强度大、叶片长等特点,一直是固废行业回收处置的难点。热化学法处置退役风电叶片是一项有潜力的规模化工业推广技术。针对热化学法处置过程中的污染物排放问题,在管式电炉试验台上对风电叶片样品分别在N_(2)、CO_(2)和空气气氛下进行了400、600、800、1000℃四个不同温度下的热转化试验,测试了含氮、氯污染物排放情况。发现CO_(2)和氮气气氛下,HCN和NO是主要的含氮污染物,随着温度增加,HCN逐渐增加,在1000℃时,HCN形态氮是最主要的含氮组分,占总氮比例达到88.3%,而HCl形态氯占总氯比例波动不大,维持在5%上下波动。空气气氛下,NO是最主要的含氮污染物,峰值体积分数达918.3×10^(−6),并且生成的NO中的氧主要来自风电叶片自身,而非外部空气。随着温度升高,HCl和HCN逐渐减小,在400℃达到最大,占总氯、总氮比例分别为46%、8.4%。CO_(2)对产物的分布有显著的促进作用,这种促进作用与温度、组分相关。1000℃高温下CO_(2)能显著促进HCN和NO的生成,但是在400℃低温下,促进作用并不明显。在400℃低温下,CO_(2)对NO_(2)的生成有显著的促进作用,1000℃高温下,CO_(2)对生成NO_(2)促进作用不明显。考虑到生成NO的氧主要来自叶片自身,传统的空气分级对降低氮氧化物并不明显,中试开发需要专门配套烟气除氮、除氯装置。 展开更多
关键词 热解 燃烧 气化 风电叶片 玻璃纤维 NO HCL
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计及功率指令和积分周期优化的风电机组转子动能功率平滑控制
16
作者 朱瑛 李斌 +1 位作者 孔旻昊 卫志农 《电工技术学报》 北大核心 2025年第4期1063-1077,共15页
对风电功率进行平滑处理能够有效降低风电波动对电网造成的负面影响。相较于其他方法,通过转子动能平滑风电功率,具有成本低、响应快的优势。该文提出一种计及功率指令和积分周期优化的新型风电机组转子动能功率平滑方法。首先,从风电... 对风电功率进行平滑处理能够有效降低风电波动对电网造成的负面影响。相较于其他方法,通过转子动能平滑风电功率,具有成本低、响应快的优势。该文提出一种计及功率指令和积分周期优化的新型风电机组转子动能功率平滑方法。首先,从风电机组的传递函数出发,推导出新型平滑参考功率,通过改变参数,能够实现对该功率指令平滑程度和波动均值大小的解耦调节。其次,通过转速闭环控制实现对功率指令的间接精准跟踪,分析了其中的关键参数积分周期Δt对功率跟踪效果产生影响的数学机理,并提出了Δt的优化整定方法。最后,以永磁直驱风电机组为研究对象,通过建立仿真模型及搭建实验平台,验证了所提新型功率平滑控制策略的可行性及有效性。 展开更多
关键词 风电机组 功率平滑 转子动能 积分周期 小扰动线性化
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风速分布差异对双馈发电机绕组不对称故障特性影响分析
17
作者 绳晓玲 程紫瑶 +3 位作者 韩旭超 王天翔 万书亭 张雄 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期618-627,共10页
为了更准确地掌握双馈风力发电机绕组不对称故障的特征,从叶轮扫掠面内的实际风况出发,研究风剪切和塔影效应引起的风速时空分布差异对绕组不对称故障特征的影响。首先分析考虑风速时空分布差异后的等效风速模型,并基于该模型对机组特... 为了更准确地掌握双馈风力发电机绕组不对称故障的特征,从叶轮扫掠面内的实际风况出发,研究风剪切和塔影效应引起的风速时空分布差异对绕组不对称故障特征的影响。首先分析考虑风速时空分布差异后的等效风速模型,并基于该模型对机组特性进行研究,得到考虑风速时空分布差异的定子电流特性,然后分析风速分布差异参数(风剪切指数、塔筒半径和中心距)对定子电流特性的影响。接下来利用Matlab/Simulink平台进行仿真验证,并通过双馈风力发电机组故障模拟平台进行实验验证。研究结果表明,与现有的基于轮毂处平均风速的故障特征相比,考虑风速时空分布差异后,定子电流基频和3倍频的两侧均出现了3kP(k为整数,P为叶轮转频)为主的调制频率;不同风速分布参数会对上述的特征频率产生不同的影响。研究结果完善了双馈风电机组故障诊断理论体系,对实际故障诊断有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 风力发电机 故障诊断 风速 绕组不对称 双馈风力发电机
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改进YOLOv8n的风机桨叶表面缺陷轻量化检测网络
18
作者 李大华 吴超强 +1 位作者 高强 于晓 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第8期145-155,共11页
针对当前风机桨叶缺陷检测算法存在的检测精度不足、复杂背景下误检漏检发生率高和模型不便部署等问题,提出一种改进YOLOv8n的风机桨叶缺陷检测算法。首先,引入MobilenetV2中的关键模块加以改进提出全新的额外残差(Extra-IB)模块和C2f-E... 针对当前风机桨叶缺陷检测算法存在的检测精度不足、复杂背景下误检漏检发生率高和模型不便部署等问题,提出一种改进YOLOv8n的风机桨叶缺陷检测算法。首先,引入MobilenetV2中的关键模块加以改进提出全新的额外残差(Extra-IB)模块和C2f-Extra-IB模块,用于减少模型参数量实现轻量化并为后续特征融合通过高质量特征图;其次提出自适应高效多尺度空间金字塔(AEMFP)模块替换快速空间池化金字塔(SPPF)模块,该模块创新地采用融合高效多尺度注意力机制(EMA)和并行子结构的设计,提高算法的多尺度特征融合和特征自适应提取能力;最后在颈部网络引入高效局部注意力机制(ELA),削弱复杂环境对于检测效果的影响同时提高对小目标的检测精度。使用风机桨叶表面缺陷数据集进行消融实验和对比实验,所提算法平均精度均值(mAP)达到81.7%,相较于YOLOv8n提升5.1%,模型参数量和浮点计算数分别为2.09×106和5.4 GFLOPS,减少22.3%和21.7%,模型体积减少19.8%,检测帧速达到45.57 fps,说明所提改进措施可以在保证算法检测精度提高的同时实现轻量化,满足使用无人机等计算资源有限的检测设备进行高效、精确的风机桨叶缺陷检测的需求。 展开更多
关键词 风机桨叶 目标检测 YOLOv8n 轻量化 注意力机制
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基于并行架构网络与改进动态FD-KNN的风力发电机轴承故障预警
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作者 许伯强 王彪 +1 位作者 孙丽玲 尹彦博 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期753-765,共13页
针对当前风力发电机轴承故障预警准确率和可靠性不足的问题,提出一种基于并行架构网络与改进动态k近邻故障检测(FD-KNN)的风力发电机轴承故障预警方法。首先,对风力发电机的数据采集与监控(SCADA)数据进行相关性分析,筛选出与风力发电... 针对当前风力发电机轴承故障预警准确率和可靠性不足的问题,提出一种基于并行架构网络与改进动态k近邻故障检测(FD-KNN)的风力发电机轴承故障预警方法。首先,对风力发电机的数据采集与监控(SCADA)数据进行相关性分析,筛选出与风力发电机轴承关键变量高度相关的变量,并采用集合模态经验分解(EEMD)分解关键变量,深入挖掘关键变量内不同时间尺度的特征以及关键变量与高相关协变量的潜在相互作用。然后,构建一个结合自注意力机制的长短期记忆网络(SelfAttention-LSTM)和改进Transformer模型的新型并行架构网络,用以精确可靠地预测关键变量的未来状态。基于预测结果,计算残差,并结合风力发电机轴承的实时状态对FD-KNN算法进行动态优化,包括调整近邻规模、设置动态告警阈值和预警条件,以实现更为精准可靠的故障预警。最后,通过实际SCADA数据验证,结果表明该方法可提前识别风力发电机轴承故障,且在准确性和可靠性方面均表现出色。 展开更多
关键词 风电机组 数据采集与监视控制 轴承 深度学习 故障预警 改进动态FD-KNN算法 可靠性
原文传递
基于改进集合经验模态分解和强化视觉Transformer模型的风电机组故障预警
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作者 许伯强 王彪 +1 位作者 孙丽玲 尹彦博 《电工技术学报》 北大核心 2025年第20期6537-6551,共15页
现有基于数据采集与监视控制系统(SCADA)数据的风电机组故障预警方法往往只针对风电机组的某一位置或者某一类型故障,无法对风电机组整体进行较为全面的预警。针对这一问题,该文提出了基于改进集合经验模态分解(EEMD)和强化的视觉转换器... 现有基于数据采集与监视控制系统(SCADA)数据的风电机组故障预警方法往往只针对风电机组的某一位置或者某一类型故障,无法对风电机组整体进行较为全面的预警。针对这一问题,该文提出了基于改进集合经验模态分解(EEMD)和强化的视觉转换器(ViT)模型的风电机组故障预警方法。首先,对EEMD算法进行改进,分解得到的数据包含不同时间尺度的特征信息,且使得分解过程中不发生信息泄露。采用改进的EEMD算法解构风电机组SCADA多维数据之后,构建反映风电机组实时状态的特征矩阵。然后,结合非对称卷积模块对ViT模型进行强化,并加入可变形注意力模块,在降低计算复杂度的同时使得模型可以充分捕捉不同维度与时间尺度的风电机组特征。最后,将特征矩阵输入强化的ViT模型以获得预测结果,与实际值对比得到残差矩阵,依此进行风电机组故障的预警。经风电机组实际运行SCADA数据验证,该文提出的风电机组故障预警方法准确有效,并可通过残差矩阵进一步辨识风电机组发生的故障类型。 展开更多
关键词 风电机组 数据采集与监视控制系统(SCADA)数据 故障预警 改进集合经验模态分解(EEMD) 强化ViT模型
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