Wind Power Network News: Abstract: Sinusuri ng papel na ito ang kasalukuyang katayuan ng pagbuo ng fault diagnosis at pagsubaybay sa kalusugan ng tatlong pangunahing bahagi sa wind turbine drive chain—composite blades, gearboxes, at generators, at ibinubuod ang kasalukuyang status ng pananaliksik at pangunahing. mga aspeto ng pamamaraang ito sa larangan.Ang mga pangunahing katangian ng fault, fault form at kahirapan sa diagnosis ng tatlong pangunahing bahagi ng composite blades, gearboxes at generators sa wind power equipment ay ibinubuod, at ang umiiral na fault diagnosis at Health monitoring method, at sa wakas ay mga prospect para sa development direction ng field na ito.
0 Paunang Salita
Salamat sa malaking pandaigdigang pangangailangan para sa malinis at nababagong enerhiya at ang malaking pag-unlad sa teknolohiya ng pagmamanupaktura ng kagamitan sa wind power, ang pandaigdigang naka-install na kapasidad ng wind power ay patuloy na tumataas.Ayon sa mga istatistika mula sa Global Wind Energy Association (GWEC), sa pagtatapos ng 2018, ang pandaigdigang naka-install na kapasidad ng wind power ay umabot sa 597 GW, kung saan ang China ang naging unang bansa na may naka-install na kapasidad na higit sa 200 GW, na umaabot sa 216 GW. , accounting para sa higit sa 36 ng kabuuang global na naka-install na kapasidad.%, patuloy nitong pinapanatili ang posisyon nito bilang nangungunang wind power sa mundo, at ito ay isang tunay na wind power country.
Sa kasalukuyan, isang mahalagang salik na humahadlang sa patuloy na malusog na pag-unlad ng industriya ng wind power ay ang wind power equipment ay nangangailangan ng mas mataas na halaga sa bawat yunit ng output ng enerhiya kaysa sa tradisyonal na fossil fuels.Itinuro ng nagwagi ng Nobel Prize sa Physics at dating Kalihim ng Enerhiya ng US na si Zhu Diwen ang higpit at pangangailangan ng malakihang wind power equipment na garantiya sa kaligtasan sa pagpapatakbo, at ang mataas na gastos sa pagpapatakbo at pagpapanatili ay mahahalagang isyu na kailangang lutasin sa larangang ito [1] .Ang wind power equipment ay kadalasang ginagamit sa mga malalayong lugar o offshore na lugar na hindi naa-access ng mga tao.Sa pag-unlad ng teknolohiya, ang wind power equipment ay patuloy na umuunlad sa direksyon ng malakihang pag-unlad.Ang diameter ng wind power blades ay patuloy na tumataas, na nagreresulta sa pagtaas ng distansya mula sa lupa hanggang sa nacelle kung saan naka-install ang mahahalagang kagamitan.Nagdulot ito ng malaking kahirapan sa pagpapatakbo at pagpapanatili ng mga kagamitan sa lakas ng hangin at itinulak ang gastos sa pagpapanatili ng yunit.Dahil sa mga pagkakaiba sa pagitan ng pangkalahatang teknikal na katayuan at mga kundisyon ng wind farm ng wind power equipment sa mga bansang binuo sa Kanluran, ang mga gastos sa pagpapatakbo at pagpapanatili ng wind power equipment sa China ay patuloy na nagsasaalang-alang ng mataas na proporsyon ng kita.Para sa onshore wind turbines na may buhay ng serbisyo na 20 taon, ang gastos sa pagpapanatili Ang kabuuang kita ng mga wind farm ay nagkakahalaga ng 10%~15%;para sa offshore wind farm, ang proporsyon ay kasing taas ng 20%~25%[2].Ang mataas na gastos sa pagpapatakbo at pagpapanatili ng lakas ng hangin ay pangunahing tinutukoy ng mode ng pagpapatakbo at pagpapanatili ng kagamitan sa lakas ng hangin.Sa kasalukuyan, karamihan sa mga wind farm ay gumagamit ng paraan ng regular na pagpapanatili.Ang mga potensyal na pagkabigo ay hindi matutuklasan sa oras, at ang paulit-ulit na pagpapanatili ng buo na kagamitan ay magpapapataas din ng operasyon at pagpapanatili.gastos.Bilang karagdagan, imposibleng matukoy ang pinagmulan ng kasalanan sa oras, at maaari lamang maimbestigahan ng isa-isa sa pamamagitan ng iba't ibang paraan, na magdadala din ng malaking gastos sa operasyon at pagpapanatili.Ang isang solusyon sa problemang ito ay ang pagbuo ng isang structural health monitoring (SHM) system para sa mga wind turbine upang maiwasan ang mga sakuna na aksidente at pahabain ang buhay ng serbisyo ng mga wind turbine, at sa gayon ay binabawasan ang halaga ng yunit ng enerhiya na output ng lakas ng hangin.Samakatuwid, para sa industriya ng lakas ng hangin Ito ay kinakailangan upang bumuo ng SHM system.
1. Kasalukuyang katayuan ng sistema ng pagsubaybay sa kagamitan ng hangin
Maraming uri ng mga istruktura ng wind power equipment, pangunahin na kabilang ang: double-fed asynchronous wind turbines (variable-speed variable-pitch running wind turbines), direct-drive permanent magnet synchronous wind turbines, at semi-direct-drive synchronous wind turbines.Kung ikukumpara sa mga direct-drive na wind turbine, ang double-fed asynchronous wind turbine ay may kasamang gearbox variable speed equipment.Ang pangunahing istraktura nito ay ipinapakita sa Figure 1. Ang ganitong uri ng wind power equipment ay nagkakahalaga ng higit sa 70% ng market share.Samakatuwid, pangunahing sinusuri ng artikulong ito ang diagnosis ng fault at pagsubaybay sa kalusugan ng ganitong uri ng wind power equipment.
Figure 1 Pangunahing istraktura ng double-fed wind turbine
Ang wind power equipment ay tumatakbo sa buong orasan sa ilalim ng kumplikadong alternating load tulad ng wind gusts sa mahabang panahon.Ang malupit na kapaligiran ng serbisyo ay malubhang naapektuhan ang kaligtasan ng operasyon at pagpapanatili ng mga kagamitan sa lakas ng hangin.Ang alternating load ay kumikilos sa mga wind turbine blades at ipinapadala sa pamamagitan ng mga bearings, shafts, gears, generators at iba pang mga bahagi sa transmission chain, na ginagawang ang transmission chain ay lubhang madaling mabigo sa panahon ng serbisyo.Sa kasalukuyan, ang sistema ng pagsubaybay na malawak na nilagyan sa mga kagamitan sa lakas ng hangin ay ang sistema ng SCADA, na maaaring subaybayan ang katayuan ng pagpapatakbo ng mga kagamitan sa kapangyarihan ng hangin tulad ng kasalukuyang, boltahe, koneksyon sa grid at iba pang mga kondisyon, at may mga function tulad ng mga alarma at mga ulat;ngunit sinusubaybayan ng system ang katayuan Ang mga parameter ay limitado, pangunahin ang mga senyales tulad ng kasalukuyang, boltahe, kapangyarihan, atbp., at mayroon pa ring kakulangan ng pagsubaybay sa panginginig ng boses at mga function ng pag-diagnose ng fault para sa mga pangunahing bahagi [3-5].Ang mga dayuhang bansa, lalo na ang mga bansang binuo sa Kanluran, ay matagal nang nakabuo ng mga kagamitan sa pagsubaybay sa kundisyon at software sa pagsusuri partikular para sa mga kagamitan sa wind power.Kahit na ang domestic vibration monitoring technology ay nagsimula nang huli, na hinimok ng malaking domestic wind power remote operation at maintenance market demand, ang pag-unlad ng domestic monitoring systems ay pumasok din sa isang yugto ng mabilis na pag-unlad.Ang intelligent fault diagnosis at maagang babala na proteksyon ng wind power equipment ay maaaring mabawasan ang gastos at mapataas ang kahusayan ng wind power operation at maintenance, at nagkaroon ng consensus sa wind power industry.
2. Pangunahing mga katangian ng fault ng wind power equipment
Ang wind power equipment ay isang kumplikadong electromechanical system na binubuo ng mga rotor (blades, hub, pitch system, atbp.), bearings, main shafts, gearboxes, generators, tower, yaw system, sensors, atbp. Ang bawat bahagi ng wind turbine ay napapailalim sa alternating load sa panahon ng serbisyo.Habang tumataas ang oras ng serbisyo, hindi maiiwasan ang iba't ibang uri ng pinsala o pagkabigo.
Figure 2 Ang ratio ng gastos sa pagkumpuni ng bawat bahagi ng wind power equipment
Figure 3 Ang downtime ratio ng iba't ibang bahagi ng wind power equipment
Makikita mula sa Figure 2 at Figure 3 [6] na ang downtime na dulot ng mga blades, gearbox, at generator ay umabot ng higit sa 87% ng kabuuang hindi planadong downtime, at ang mga gastos sa pagpapanatili ay umabot sa higit sa 3 ng kabuuang gastos sa pagpapanatili./4.Samakatuwid, sa pagsubaybay sa kondisyon, pagsusuri ng kasalanan at pamamahala sa kalusugan ng mga wind turbine, blades, gearbox, at generator ay ang tatlong pangunahing bahagi na kailangang bigyang pansin.Itinuro ng Wind Energy Professional Committee ng Chinese Renewable Energy Society sa isang survey noong 2012 sa kalidad ng pagpapatakbo ng national wind power equipment[6] na ang mga uri ng pagkabigo ng wind power blades ay pangunahing kinabibilangan ng pag-crack, pagtama ng kidlat, pagkasira, atbp., at ang mga sanhi ng pagkabigo ay kinabibilangan ng disenyo, Sarili at panlabas na mga kadahilanan sa panahon ng pagpapakilala at mga yugto ng serbisyo ng produksyon, pagmamanupaktura, at transportasyon.Ang pangunahing pag-andar ng gearbox ay ang matatag na paggamit ng mababang bilis ng enerhiya ng hangin para sa pagbuo ng kuryente at dagdagan ang bilis ng spindle.Sa panahon ng pagpapatakbo ng wind turbine, ang gearbox ay mas madaling kapitan ng pagkabigo dahil sa mga epekto ng alternating stress at impact load [7].Ang mga karaniwang pagkakamali ng mga gearbox ay kinabibilangan ng mga pagkakamali ng gear at mga pagkakamali sa tindig.Ang mga pagkakamali sa gearbox ay kadalasang nagmumula sa mga bearings.Ang mga bearings ay isang mahalagang bahagi ng gearbox, at ang kanilang pagkabigo ay kadalasang nagdudulot ng malaking pinsala sa gearbox.Pangunahing kasama sa mga pagkabigo sa tindig ang pagkapagod na pagbabalat, pagkasira, pagkabali, pagdikit, pagkasira ng hawla, atbp. [8], kung saan ang pagbabalat at pagsusuot ng pagkapagod ay ang dalawang pinakakaraniwang paraan ng pagkabigo ng mga rolling bearings.Ang pinakakaraniwang mga pagkabigo ng gear ay kinabibilangan ng pagkasira, pagkapagod sa ibabaw, pagkasira, at pagkasira.Ang mga fault ng generator system ay nahahati sa motor faults at mechanical faults [9].Ang mga mekanikal na pagkabigo ay pangunahing kasama ang mga pagkabigo ng rotor at mga pagkabigo sa tindig.Ang mga pagkabigo ng rotor ay pangunahing kinabibilangan ng rotor imbalance, rotor rupture, at maluwag na manggas ng goma.Ang mga uri ng motor faults ay maaaring nahahati sa electrical faults at mechanical faults.Kabilang sa mga electrical fault ang short-circuit ng rotor/stator coil, open circuit na dulot ng mga sirang rotor bar, overheating ng generator, atbp.;Kasama sa mga mekanikal na pagkakamali ang labis na vibration ng generator, overheating ng bearing, pinsala sa pagkakabukod, Malubhang pagkasira, atbp.
Oras ng post: Ago-30-2021
