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'''双馈型风力发电机多参量在线监测'''双馈型风力 [[ 发电机 ]] 多参量在线监测、检测和绝缘状态评估技术，双馈型风力发电机故障主要分为机械故障和电气故障，目前的诊断手段主要针对机械故障进行监测及检测，但双馈型风力发电机内部电气 [[ 环境 ]] 复杂，由于在供电系统中引入变频电源（IGBT或PWM）供电，变频电源产生的波前时间极短且电压极高的交变尖峰电压，可能导致转子绕组绝缘发生局部放电现象，加剧了绝缘老化，因此发电机绝缘系统直接或间接引发的故障高达40%。

===1. 技术应用所属行业特点、机遇与挑战 ；===

针对双馈型风力发电机在线监测、检测及绝缘状态评估技术研究主要面临以下问题：1）双馈型风力发电机故障诊断及绝缘评估方法需要通过故障模拟实验进行验证及改进，国内缺少大 [[ 功率 ]] 双馈型风力发电机故障模拟平台；2）风力发电机在线监测系统尚未实现对电气故障的实时诊断及预警；3）传统绝缘检测仪器体积庞大、接线繁琐，无法满足现场测量需求，现有绝缘状态评估方法不适合现场风力发电机。

===2. 技术应用所解决的行业难点、热点问题，必要性及重要意义 。===

针对以上问题，本 [[ 项目 ]] 依托华能集团总部重点科技项目“双馈风力发电机多参量状态监测与故障诊断系统的研制（课题编号HNKJ13-H20-05）”及“双馈型风力发电机绝缘状态评估技术研究（课题编号HNKJ16-H22）”，并结合风电场的实际需求，研制出“风力发电机多参量状态监测与故障诊断系统”、“双馈型风力发电机绝缘便携一体化快速测量装置”，开发出“双馈型风力发电机绝缘状态评估软件”，编制了《NB/T 31050-2014风力发电机绝缘系统的评定方法》及《双馈型风力发电机绝缘状态现场检测与评估技术细则》技术 [[ 标准 ]] ，形成了双馈型风力发电机在线监测、检测及绝缘状态评估技术。

通过研制“双馈型风力发电机故障模拟平台”，为双馈型风力发电机多参量在线监测、检测和绝缘状态评估技术提供研究平台；通过故障机理研究和模拟实验，研发出“风力发电机多参量状态监测与故障诊断 [[ 系统 ]] ”；通过绝缘检测装置的研制及绝缘评估方法的开发，实现双馈型风力发电机绝缘状态评估。

“双馈型风力发电机故障模拟平台”通过搭建137kW级双馈风力发电机故障模拟试验平台，对故障诊断算法进行验证改进，通过串联保护电阻实现试验过程可控；搭建全尺寸1.5MW风力发电机短路故障模拟试验平台，验证双馈型风力发电机绝缘状态离线评估方法。故障仿真模型通过建立正常和故障状态下的电压、磁链、电磁转矩和运动方程，获得串联保护电阻对发电机电流电压信号影响及变化 [[ 规律 ]] ，验证了故障模拟的有效性。

研制出发电机多参量智能监测单元，用于监测风力发电机组关键部件的运行状况，能对风力发电机电流、电压、振动等参量的同步采集，并能对采集到的信号进行初步分析处理，可及时发现发电机运行状态异常或故障，并做出预警和报警。对振动、 [[ 电流 ]] 和电压三种信号进行时域频域分析，解析信号中的有效信息判断发电机是否存在缺陷；选取合适的权重因数，采用多参量耦合的方法判断发电机故障原因；通过发电机不同相之间的冲击波形对比，实现对绝缘劣化的发电机故障相定位。

西安热工研究院有限公司2018年至2020年的新增 [[ 销售 ]] 额分别为175万元,561万元,1475万元，新增利润分别为43.75万元，140.25万元，368.75万元；中车永济电机有限公司2019年和2020年新增销售额分别为1754万元和9990万元,新增利润分别为103.91万元和478.12万元。

2018年至今为止，累计新增风电装机容量867.5MW，火力发电标煤耗305g/kWh，相当于节约标煤约26.46万吨，减少排放温室效应气体CO2约43.48万吨，SO2约103.6吨，NO2约98.1吨，可创造 [[ 社会效益 ]] （增加工业产值）91.09亿元（按每度电5元、年利用小时数2100小时计算）。

1、提出了一种考虑新增回路的双馈风力发电机绕组短路故障模型，研制了“双馈风力发电机故障模拟试验平台”，实现了双馈风力发电机的绕组绝缘短路、三相不平衡、 [[ 轴承 ]] 故障等典型故障非破坏性综合模拟试验。

2、提出了一种集合电气 [[ 信号 ]] 和振动信号的双馈型风力发电机一体化状态监测及故障诊断方法，研发了双馈型风力发电机状态监测与故障诊断系统。

3、研制出综合多种非破坏性绝缘参量的风力发电机绝缘状态现场实时分级定量评估系统。研制出一体化便携检测 [[ 设备 ]] ，提出新的高原环境下电气绝缘海拔修正技术和适用于双馈型风力发电机现场绝缘状态评估的方法，实现双馈型风力发电机绝缘状态评估从“定性”到“分级定量”的提升。

“双馈型风力发电机多参量在线监测、检测和绝缘状态评估技术”已在华能多个风电场进行推广应用并取得良好效果，应用该技术可及时、准确和全面获得运行中风力发电机的设备状态，减少双馈型风力发电机重大故障的发生，保障风力发电机组的运行安全；根据风力发电机的绝缘状态评估结果，对生产及维修计划进行调整，降低机组的运行维护 [[ 成本 ]] 。该技术的推广应用将有助于提升双馈型风力发电机运行可靠性和安全性，实现发电机从定期维修向状态维修、预测性维修的过渡，提升了风电行业运行维护水平，填补了国内相关领域的空白。

研制的“WT-1型风力发电机组状态监测与故障诊断系统”具备信号显示及分析、故障信息处理、报警、状态评估、数据存储等功能，实现了现场实测数据和故障信息数据的长期存储、分析。该系统已通过华能集团组织的 [[ 专家 ]] 验收，相关成果已在华能通辽风力发电有限公司宝龙山风电场、华能环江界子良风电项目、华能陕西新能源分公司集控中心项目、华能启东风电场等多个项目应用。“双馈型风力发电机绝缘状态评估技术”实现了发电机绝缘状态量化评估，测量数据准确度高、方便快捷、操作性好、实用性强。该评估技术已在华能浙江云和黄源风电场、华能甘肃华家岭风电场、华能野猫山风电场一期等多个风场进行了 [[ 应用 ]] ，诊断出60余起各类缺陷和故障，有效避免了重大事故的发生。