基于Hilbert-Huang變換和支持向量機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)的高可靠性要求診斷系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的故障,并給出調(diào)整建議；同時(shí)要求診斷系統(tǒng)能根據(jù)機(jī)組狀況給出優(yōu)化運(yùn)行方案.傳統(tǒng)的基于傅立葉變換的故障診斷方法只能從頻率的角度發(fā)現(xiàn)機(jī)組的故障,不能準(zhǔn)確定位機(jī)組發(fā)生故障的時(shí)間及故障發(fā)展趨勢(shì).本文以水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方法為研究對(duì)象,深入研究了Hilbert-Huang變換理論基礎(chǔ)的上,將其引入水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷系統(tǒng)中.該方法首先對(duì)機(jī)組振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)獲得固有模態(tài)

2、函數(shù)(IMF)分量,再經(jīng)過Hilbert變換獲得信號(hào)的Hilbert譜,從信號(hào)的Hilbert譜中即可發(fā)現(xiàn)信號(hào)中的異常頻率及其發(fā)生的時(shí)間,從而確定機(jī)組的故障和發(fā)生時(shí)間. Hilbert-Huang變換的端點(diǎn)效應(yīng)限制了其應(yīng)用,本文對(duì)端點(diǎn)效應(yīng)的原理做了詳細(xì)的分析后提出了兩種解決端點(diǎn)效應(yīng)的方法:可變長(zhǎng)極值鏡像拓延法避免了鏡像閉合拓延法造成數(shù)據(jù)量龐大的缺點(diǎn),按照實(shí)際情況選取拓延極值長(zhǎng)度,取得較好效果；基于最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM

3、)的端點(diǎn)拓延方法結(jié)合了水輪發(fā)電機(jī)組暫態(tài)數(shù)據(jù)短的特點(diǎn)和最小二乘支持向量機(jī)在小樣本下可獲得最優(yōu)解的優(yōu)點(diǎn),較好的抑制了端點(diǎn)效應(yīng).信號(hào)特征提取方法是故障診斷的難點(diǎn),本文針對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn),提出兩種信號(hào)特征提取方法:基于EMD和AR模型的方法從波形入手提取信號(hào)特征,該方法將每個(gè)固有模態(tài)函數(shù)(IMF)分量提取為4個(gè)參數(shù)作為智能識(shí)別系統(tǒng)的輸入；基于能量的特征提取方法是將每個(gè)IMF分量的能量作為智能識(shí)別系統(tǒng)的輸入.這兩種方法可以將信號(hào)的特征