风电机组振动监测网络系统开发

摘要

随着能源危机与环境污染等问题的同益严重，风力发电作为一种可再生的清洁能源发电，越来越受到世界各国的重视。我国的风电场大部分都建设在偏远的、环境恶劣的地域辽阔地区，由于地理位置原因，风电场维护困难十分困难，并且常年经受环境带来的影响，如变化无常的温度、突如其来的暴雨，这些都影响了风力发电机组的正常运行。针对风电场建设的地理环境及恶劣的天气环境，维护维修难度大等特点，本文设计了一套风电机组振动监测网络系统，它可以用于风电场风电机组的实时监测与故障诊断，该系统的开发研究可以使风电场风电机组的维修方式有很大的改变，从传统式的定期维修转变到实时在线网络监测。
　　风电机组的监测技术涉及内容较广，本文以风电机组运行时滚动轴承的机械振动为主，研究一套有针对性的监测系统。在详细分析了风力发电机的基本结构与常见故障的基础上，阐述了风电机组振动监测网络系统的整体结构框图，设计了一套有效的振动监测网络系统。本系统主要包括对JxL电机组各个测点振动信号的采集，并将信号传输到风电场局域网络服务器端，由服务器端写入数据库存储。风电场局域网内所有客户端都可以通过服务器查看振动信号原始数据，将信号进行各类变换分析，分析方法包括时域分析、频域分析、功率谱分析、到频谱分析、包络分析及EMD分解，并将系统用户按级别分为三级（普通用户、系统管理员、高级用户），每级用户对系统操作的功能各不相同，在此基础上对系统的客户端、服务器软件设计作了详细的介绍。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 风力发电发展状况

1．3 风电机组运行状态监测的研究现状

1．4 本文研究目的和主要内容

第2章 风电机组齿轮箱振动监测与分析

2．1 风力发电机组工作原理及结构组成

2．1．1 风电机组的工作原理

2．1．2 风力发电机组的结构组成

2．2 齿轮箱故障及分析

2．2．1 齿轮箱结构分析

2．2．2 齿轮箱常见故障及分析

2．2．3 滚动轴承故障特征频率计算

2．3 风电机组振动信号及分析

2．3．1 振动信号的产生机理

2．3．2 振动信号的分析方法

2．4 本章小结

第3章 振动监测网络系统总体架构设计

3．1 振动监测系统框架方案设计

3．1．1 设计原则

3．1．2 系统结构

3．1．3 系统功能

3．2 振动监测系统硬件设计

3．2．1 传感器

3．2．2 数据采集模块

3．2．3 现场服务器

3．3 振动监测系统软件设计

3．3．1 服务器端设计

3．3．2 数据库端设计

3．3．3 客户端软件设计

3．4 本章小结

第4章 振动监测网络系统客户端软件设计

4．1 功能分析

4．1．1 用户管理功能

4．1．2 连接服务器功能

4．1．3 信号分析功能

4．2 用户管理功能设计与实现

4．2．1 系统登陆

4．2．2 用户注册

4．2．3 管理用户

4．3 信号分析模块设计与实现

4．3．1 信号时域分析

4．3．2 信号频域分析

4．3．3 信号功率谱分析

4．3．4 信号倒频谱分析

4．3．5 信号包络分析

4．3．6 信号EMD分解算法分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢