-
شماره ركورد
30351
-
پديد آورنده
الهام رشيديان
-
عنوان
تشخيص عيب توربين بادي با استفاده از دادههاي SCADA و مدلسازي رفتار نرمال
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي برق- كنترل
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1402/7/26
-
استاد راهنما
جواد پشتان
-
دانشكده
مهندسي برق
-
چكيده
توربين بادي، ماشين صنعتي ارزشمند، پيچيده و حسّاسي است كه متشكل از اجزاء متعددي ميباشد. امروزه مسائل نظارتي و تشخيص زودهنگام عيوب در توربينهاي بادي از اهمّيت ويژهاي برخوردار است. در اين پاياننامه با استفاده از دادههاي اسكاداي جمعآوريشده از يك مزرعه بادي عملياتي، به تشخيص دومرحلهاي عيب با استفاده از مدل حالت نرمال منحني توان پرداخته ميشود. به اين منظور، ابتدا با انجام چندين مرحله پيشپردازش بر روي دادههاي خام اوليه و حذف نمونههاي اضافي از آنها، منحني توان حالت نرمال توربين بادي بهدست ميآيد؛ سپس دادههاي نرمال به دو گروه آموزش و آزمايش با نسبت 80 به 20 تقسيم ميشوند. چندين مدل حالت نرمال پركاربرد نظارتشده مبتني بر رگرسيون براي دادههاي منحني توان بهينه با يك ورودي، انتخاب و با استفاده از مجموعه دادههاي آموزش پيادهسازي ميشوند. در اين مرحله يك مدل اسپلاين مكعبي جديد با دو ورودي، شامل سرعت باد و سرعت روتور نيز معرفي ميگردد. سپس با كمك مجموعه دادههاي آزمايش، معيارهاي عملكردي مدلها محاسبه و مقايسه ميشوند. مدل سهبعدي پيشنهادي، نتايج نسبتاً خوبي ارائه ميدهد؛ ولي همچنان روشهاي موجود قبلي، معيارهاي خطاي مناسبتري داشته و در الويت استفاده قرار دارند. در مرحله بعد، بهترين مدل منحني توان نرمال انتخاب و براي تشخيص عيب توربين بادي با رويكرد مانده و نمودار كنترلي EWMA، استفاده ميشود. بهمنظور تشخيص عيب با استفاده از نمودار كنترلي EWMA ، دو كران آستانه تجميعي براي اعلام هشدار اوليه و نهايي به صورت برخط پيشنهاد و نتايج آن ثبت شده است. اين نتايج با اطلاعات وضعيت توربين موردبحث مقايسه و اثربخشي آن اثبات گرديده است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/10/25
-
عنوان به انگليسي
Wind Turbine Fault Diagnosis using SCADA Data and Normal Behavior Modeling
-
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
الهام رشيديان
-
چكيده به لاتين
A wind turbine is a valuable, complex, and sensitive industrial machine composed of multiple components. Nowadays, monitoring and early detection of faults in wind turbines are of special importance. In this thesis, a two-stage fault diagnosis using the normal behavior model of the power curve is discussed using the collected data from an operational wind farm. For this purpose, initially, several preprocessing steps are conducted on the dataset and invalid samples are removed to obtain the normal behavior power curve of the wind turbine. Then, the normal data is divided into training and testing set with an 80:20 ratio. Several supervised regression-based normal behavior models are selected for the normal single-input power curve and implemented using the training dataset. At this stage, a new cubic spline two-inputs model including wind speed and rotor speed, is also introduced. Then, performance criterion of the models are calculated and compared using the testing dataset. The proposed three-dimensional model, provides good results, but previous existing methods still have better error criterion and are prioritized to use. In the next stage, the best normal behavior model of power curve is selected and used for wind turbine fault diagnosis with the residual-based EWMA control chart. To detect faults using the EWMA control chart, two cumulative threshold are proposed for early-warning and alert alarms and their results are recorded. These results are compared with the turbine status file and their effectiveness is proven.
-
كليدواژه هاي فارسي
منحني توان توربين بادي , تشخيص عيب , مدل حالت نرمال , ميانگين متحرك وزندار نمايي , اسپلاين مكعبي
-
كليدواژه هاي لاتين
wind turbine power curve , Fault diagnosis , Normal Behavior Model , Exponentially Weighted Moving-Average , Cubic spline
-
Author
Elham Rashidian
-
SuperVisor
Dr. Javad Poshtan
-
لينک به اين مدرک :