1. 方案背景

風電行業(yè)隨著快速發(fā)展，風機設(shè)備長期運行在復(fù)雜工況下，齒輪箱、軸承、葉片等關(guān)鍵部件易因振動異常導(dǎo)致磨損、斷裂甚至 catastrophic failure(災(zāi)難性故障)據(jù)。統(tǒng)計，約30%的風機故障源于振動問題，嚴重影響發(fā)電效率與運維成本。因此，建立一套智能化的風機振動狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，對保障風電場安全運行、降低非計劃停機時間至關(guān)重要。

2. 監(jiān)測目標

本方案旨在通過實時振動監(jiān)測+AI故障診斷，實現(xiàn)以下目標：

早期預(yù)警：識別潛在故障(如不平衡、不對中、軸承損傷等)。

精準定位：確定故障部位(齒輪箱、主軸、發(fā)電機等)。

預(yù)測性維護：優(yōu)化運維周期，減少突發(fā)停機。

數(shù)據(jù)驅(qū)動決策：支持風電場智慧化管理。

3. 系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 硬件層

振動傳感器：

加速度傳感器(ISO 10816標準，頻段0.5Hz~10kHz)監(jiān)測高頻沖擊(如軸承點蝕)。

低頻振動傳感器(<1Hz)捕捉葉片擺動、塔筒共振。

防爆型傳感器(適用于海上風電高鹽霧環(huán)境)。

數(shù)據(jù)采集單元(DAQ)：

高采樣率(≥25.6kHz)確保信號完整性。

支持4G/5G/WiFi無線傳輸，適應(yīng)偏遠風場。

風電行業(yè)風機振動狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方案

3.2 軟件層

實時監(jiān)測平臺：

可視化振動趨勢(時域波形、頻譜圖、包絡(luò)分析)。

閾值報警(ISO 10816-3標準分級：正常/警告/危險)。

智能診斷模塊：

故障特征庫：匹配常見故障模式(如齒輪斷齒、軸承內(nèi)圈故障頻率)。

機器學(xué)習(xí)模型：基于歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練，實現(xiàn)故障分類(如SVM、LSTM)。

運維管理接口：

生成診斷報告，推送至SCADA系統(tǒng)或移動端APP。

4. 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 多傳感器數(shù)據(jù)融合

結(jié)合振動、溫度、噪聲等多維度數(shù)據(jù)，提高診斷準確率。

例如：齒輪箱振動+油溫異?！袛酀櫥эL險。

4.2 邊緣計算與云端協(xié)同

邊緣端：實時濾波、FFT變換，減少數(shù)據(jù)傳輸量。

云端：大數(shù)據(jù)存儲、深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練。

4.3 故障診斷算法

傳統(tǒng)方法：快速傅里葉變換(FFT)、包絡(luò)解調(diào)(用于軸承故障)。

AI方法：

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)識別振動頻譜特征。

時序模型(LSTM)預(yù)測劣化趨勢。

5. 總結(jié)

本方案通過“智能傳感+邊緣計算+AI診斷”技術(shù)鏈，為風電行業(yè)提供了一套高可靠性、低成本的振動監(jiān)測解決方案**，助力風電場實現(xiàn)從“被動維修”到“預(yù)測性維護”的轉(zhuǎn)型。