風輪不平衡的風電機組機械振動信號頻域特性分析

秦思遠，李崢峰

（中廣核新能源控股有限公司，北京 100071）

0 引言

隨著風電機組裝機容量逐年上升，風電已經成為電力行業不可或缺的重要組成部分。風輪是風電機組中能量交換的媒介，隨著風電機組機械部件尺寸的增加，微小的故障也可能產生較大的響應。因此，風輪不平衡所帶來的影響越來越嚴重，在風電機組設計和維護中，風輪的健康狀態受到廣泛關注。對于風輪不平衡的故障診斷，振動和載荷分析是必不可少的環節，分析風輪不平衡狀態下的機組振動情況，降低風電機組故障率和維護成本已經成為風電領域的熱點問題[1]。

研究人員針對風輪不平衡信號分析和故障診斷開展了一系列研究，形成了基于電信號和載荷信號的兩種思路。文獻[2]，[3]對不同程度下風輪不平衡故障的電信號進行對比分析，并應用于故障診斷中。文獻[4]提出了一種基于正則化的風輪不平衡故障診斷方法，該方法能夠比較準確地定位故障的位置和程度，并且在有噪聲影響的情況下還能保持較好的準確性。文獻[5]以風電機組質量不平衡引起的轉速變化為切入點，提出了一種基于估計轉速值和支持向量機的風輪質量不平衡故障診斷方法。文獻[6]提出了一種基于BP_Adaboost算法的風輪不平衡檢測方法，該方法可以有效檢測風電機組葉片的覆冰故障，并通過實驗證明了該算法的有效性。文獻[7]分析了氣動不平衡下風電機組的葉片載荷，同時驗證了氣動不平衡對功率系數、尾流和葉片載荷的影響。……