1. 方案背景

風(fēng)電行業(yè)隨著快速發(fā)展，風(fēng)機(jī)設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)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(dòng)異常導(dǎo)致磨損、斷裂甚至 catastrophic failure(災(zāi)難性故障)據(jù)。統(tǒng)計(jì)，約30%的風(fēng)機(jī)故障源于振動(dòng)問(wèn)題，嚴(yán)重影響發(fā)電效率與運(yùn)維成本。因此，建立一套智能化的風(fēng)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，對(duì)保障風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行、降低非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間至關(guān)重要。

2. 監(jiān)測(cè)目標(biāo)

本方案旨在通過(guò)實(shí)時(shí)振動(dòng)監(jiān)測(cè)+AI故障診斷，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

早期預(yù)警：識(shí)別潛在故障(如不平衡、不對(duì)中、軸承損傷等)。

精準(zhǔn)定位：確定故障部位(齒輪箱、主軸、發(fā)電機(jī)等)。

預(yù)測(cè)性維護(hù)：優(yōu)化運(yùn)維周期，減少突發(fā)停機(jī)。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策：支持風(fēng)電場(chǎng)智慧化管理。

3. 系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 硬件層

振動(dòng)傳感器：

加速度傳感器(ISO 10816標(biāo)準(zhǔn)，頻段0.5Hz~10kHz)監(jiān)測(cè)高頻沖擊(如軸承點(diǎn)蝕)。

低頻振動(dòng)傳感器(<1Hz)捕捉葉片擺動(dòng)、塔筒共振。

防爆型傳感器(適用于海上風(fēng)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(hào)完整性。

支持4G/5G/WiFi無(wú)線傳輸，適應(yīng)偏遠(yuǎn)風(fēng)場(chǎng)。

風(fēng)電行業(yè)風(fēng)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方案

3.2 軟件層

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)：

可視化振動(dòng)趨勢(shì)(時(shí)域波形、頻譜圖、包絡(luò)分析)。

閾值報(bào)警(ISO 10816-3標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)：正常/警告/危險(xiǎn))。

智能診斷模塊：

故障特征庫(kù)：匹配常見(jiàn)故障模式(如齒輪斷齒、軸承內(nèi)圈故障頻率)。

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

運(yùn)維管理接口：

生成診斷報(bào)告，推送至SCADA系統(tǒng)或移動(dòng)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(dòng)、溫度、噪聲等多維度數(shù)據(jù)，提高診斷準(zhǔn)確率。

例如：齒輪箱振動(dòng)+油溫異常→判斷潤(rùn)滑失效風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 邊緣計(jì)算與云端協(xié)同

邊緣端：實(shí)時(shí)濾波、FFT變換，減少數(shù)據(jù)傳輸量。

云端：大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(shí)別振動(dòng)頻譜特征。

時(shí)序模型(LSTM)預(yù)測(cè)劣化趨勢(shì)。

5. 總結(jié)

本方案通過(guò)“智能傳感+邊緣計(jì)算+AI診斷”技術(shù)鏈，為風(fēng)電行業(yè)提供了一套高可靠性、低成本的振動(dòng)監(jiān)測(cè)解決方案**，助力風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)維修”到“預(yù)測(cè)性維護(hù)”的轉(zhuǎn)型。