风电信息预测分析及其软件设计

【摘要】：风力发电技术的加速发展在减少二氧化碳排放的同时也实现了能源、经济可持续发展的重大意义。目前国内越来越多的风电设备处于亚健康运转状态,虽然人们对这些风力发电设备进行了实时监测但没有对监测到的设备状态信息采取有效的分析和预测。本文的工作包括对风电设备的监测数据的处理和对状态信息的预测。整项工作是一个对监测数据进行收集、处理和分析的过程,把监测数据在风电数据分析软件上进行处理并剔除可能会影响实验结果的干扰数据,再把筛选好的参数数据运用MATLAB软件工具进行实验仿真,对风电设备的一些运行状态信息进行预测。本文具体有如下内容:第一,对风力发电设备的物理特性以及发电原理进行了说明,在此基础上再根据风电设备中容易出现故障的机械和核心部件进行了简要分析,结合实际监测数据分析风电设备发电功率和风机产能与风速之间的关系。第二,设计了风电数据分析软件。该软件能够导入满足一定格式的风电机原始数据,对数据进行预处理,并且具备本文研究所需要的数据筛选功能。第三,本文实验结合BP神经网络模型这种能够解释复杂的传感器数据最有效的学习方法,运用MATLAB软件工具进行风电设备状态信息的短期预测,建模所选数据的时间间隔为10s,对数据进行简化的同时也降低了BP神经网络模型在对数据样本学习时的资源消耗,加快学习步骤。实验分为两类:实验一,以10s时间间隔的数据对机舱气象站风速、风机功率以及风机产能进行短期预测;实验二,采用不同时间间隔的数据对机舱气象站风速、风机功率以及风机产能进行短期预测,并对预测数据结果与实际值进行相关系数计算,计算出的系数取绝对值后,再对比相关系数的强弱。0.81-1为强相关,0.31-0.8为中等相关,0.1-0.3为弱相关。本实验10s和20s时间间隔的数据预测结果与实际值进行相关系数计算后,满足强相关关系,均为有效采样的时间间隔。并且时间间隔越小的数据,预测出的结果越接近实际数据。 【关键词】：数据处理 BP模型 信息预测 产能预测 软件设计
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 研究目的与意义12-13
• 1.4 研究内容13
• 1.5 论文框架13-16
• 第二章 理论基础16-26
• 2.1 风力发电的原理16-20
• 2.1.1 风力发电机组的构成16-17
• 2.1.2 风力发电的基本理论17-20
• 2.2 设备故障分析20-21
• 2.2.1 风力发电机故障分析20-21
• 2.2.2 齿轮箱故障分析21
• 2.3 预测方法理论21-23
• 2.3.1 神经网络22-23
• 2.3.2 专家系统23
• 2.3.3 支持向量机23
• 2.4 预测方法的步骤23-26
• 第三章 数据处理模型和算法26-36
• 3.1 BP神经网络的基本原理27-31
• 3.1.1 BP神经元模型27-30
• 3.1.2 BP神经网络30-31
• 3.2 BP神经网络算法公式推导31-35
• 3.2.1 BP神经网络算法公式推导过程31-35
• 3.2.2 BP神经网络在MATLAB中的函数35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 风电数据分析软件设计36-48
• 4.1 软件的设计36-42
• 4.1.1 软件的设计思路36-40
• 4.1.2 软件的类结构说明40-42
• 4.1.3 软件编译42
• 4.2 软件介绍42-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第五章 数据分析与预测48-64
• 5.1 数据预处理48-50
• 5.1.1 数据预处理基本步骤48
• 5.1.2 数据的选取及处理48-50
• 5.2 基于MATLAB的数据分析及预测50-64
• 5.2.1 数据模型的设计51-52
• 5.2.2 MATLAB的应用52-54
• 5.2.3 数据的预测与结果评价54-64
• 第六章 结论和展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-70
• 附录A 攻读硕士学位期间的学术成果70

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于性能可靠性的风电机组功率曲线评定新方法    芮晓明;张穆勇;霍娟;

风电机组主轴承选型与设计分析    俞黎萍;石亦平;刘瑞峰;

风电齿轮箱高速轴承动载下强度分析研究    赵克利;郑传彬;张天一;赵亚卫;

Combination of Model-based Observer and Support Vector Machines for Fault Detection of Wind Turbines    Nassim Laouti;Sami Othman;Mazen Alamir;Nida Sheibat-Othman;

基于数据挖掘方法的风力涡轮机状态监测技术研究    刘青凤;李红兰;

风电机组的机械液压混合传动技术    朱成党;涂乐;林勇刚;刘宏伟;李伟;

风力机叶片气动外形与结构的参数化耦合设计理论研究    汪泉

基于混沌分形理论的大型风电机械故障诊断研究    孙自强

大型风力机叶片的振动分析与优化设计    张宇

复杂工况下风力发电机组关键部件故障分析与诊断研究    孙鲜明

非线性系统的滤波辨识方法及其应用研究    王子赟

基于运行数据的风电机组状态监测研究    王羽

基于PDM和可视化技术的产品维修信息管理技术研究    赵玉伟

基于机器学习的故障状态评价算法研究    杨永波

风电机组齿轮箱故障趋势预测方法研究    马玉峰

风力发电机在线状态监测仪的研究及设计    郭莉娟

基于状态监测信息的风力发电机故障预警与短期可靠性评估研究    邹迪

基于C/S架构的风电机组传动系统网络化监测系统研发    刘鹏

基于参数化建模的风力机叶片结构分析及优化设计    马金成

风电轴承故障预警与诊断方法的研究    王珊

基于子空间方法的风机齿轮箱早期故障预测研究    郭伟

特种设备检验报告信息化管理软件设计    芮江,杨红珊

海水重金属元素现场分析仪器的软件设计    方昉,刘大龙,邹绍芳,韩清鹏,门洪,王平

论社会选择在软件设计中的作用    李瑛

汽车持续诊断监控软件设计    俞立嘉;

新产品开发中的软件设计    张传忠

计算机辅助零件编码软件设计的探讨    胡德明,刘毓英,郑玉华

人机质量管理信息系统中的软件设计    徐宏炳;

谈抄表机的软件设计    魏爱民,黄建森

工程量造价软件设计的研究    刘树樾;

微机监测布机系统的软件设计    苏光奎;夏正均;谢宝康;

路面γ污染监测车软件设计    舒小见;王锋;范江兵;谈伟飞;

用录像摄像及其影像解析方法求田径短跑项目的步长、步频、速度之软件设计    安朝臣;

经典设计模式在电力系统接线图制作软件设计中的运用    曾建斌;谢德馨;

微波探测仪的软件设计与实现    周宁;郑世峰;张晓辉;

软件设计阶段的用例切片的合成研究    田绪明;罗燕京;

计算机及时控制反射镜加工质量的软件设计    朱维涛;施伟斌;陈祥熙;

基于微型光谱仪的生化分析系统的软件设计与实现    黄俭;温志渝;洪明坚;粱玉前;

教学质量评估的数学模型与软件设计    高齐圣;张菊芳;董鹤年;张淑华;

体能训练实时监测分析系统的软件设计与实现    范晓燕;孙学川;邓伟明;车世达;王友聘;刘涛;

设计模式在交通监控软件设计中的应用    陈懋戍;

统一软件设计工作要坚持“科学、合理、实用”原则    记者 龙平川

优势产业:软件设计    上投摩根海外投资经理 王邦祺

高校学子比拼软件设计    记者 路平

别忽视“草根智源”    本报记者 李扬

软件设计的12个最佳步骤    沈建苗

软件设计计划乃大势所趋    

轻松应对高程软件设计题（上）    刘靓

为年轻人提供成就梦想舞台    记者 张硕　通讯员 任绪来

软件设计不当 引发服务器变慢    中航旅业酒店管理有限公司CIO 孙靖波

钟情软件设计 解决临床难题    本报记者　衣晓峰 　 通讯员　魏 然

可变性驱动的软件设计改进方法的研究    冯铁

基于ZigBee的贮运环境监测系统设计    路建永

地理国情普查调绘软件设计与实现    刘俊颖

FAST射电望远镜的相控阵馈源系统建模与优化设计    汤蕾蕾

双工件台软件设计及晶圆传输系统的应用    徐加彦

基于LabVIEW的多功能水质监测中心软件设计    雷雪

基于安卓系统的车载智能手机监控系统的软件设计    王彦明

AIS数字航标收发信机软件设计与实现    谷延辉

高精度液体流量标准装置软件设计和开发    王海

基于IOS平台的儿童美术认知教育软件设计实现    高芸芸

基于SiPESC的典型流固耦合问题研究及软件设计    潘超凡