4。4 传感器选型 21

4。5 A/D 转换器选择及电路设计 23

4。6 双DSP通讯电路 23

4。7 人机接口设计 24

4。8 DSP通讯接口 24

4。9 本章总结 26

5 系统软件设计 27

5。1 软件基本任务 27

5。2 DSP C5402数据采集与处理软件 27

5。3 DSP LF2407A主程序设计 30

5。4 人机接口软件设计 31

5。5 本章小结 32

6 结论与展望 33

附录 34

参考文献 37

致 谢 39

1 绪论

1。1 课题背景及研究意义

由于地球上可用能源的骤然减少和全球环境的逐渐变差，人们对可再生能源的需求以及开采使用正在一步一步加强。风能作为当今社会的一种新型的可再生的急需开发利用的绿色环保能源[1]，依靠其巨大的商业潜力以及保护环境带来的经济效益，在世界的系能源和可再生能源的行业中得到了突飞猛进的发展，近几年，全球许多国家都在策划投资风电行业，随着投资的风电机组的数目不停增加，因此与此相关的就衍生了第三产业即风机运行维护、监测、故障诊断等将成为该领域的新的推动力[2]。

因此为保证风电机组状态运行的稳定性，通常需要建立一个比较完善的状态监测系统，使得运行维护人员能够及时了解风电机组运行过程中的良好状况。风电机组的工作寿命通常是 20～30 年，保质期正常是 2～3 年，随着风电场运行时间的累计，加上国内风电机组目前不完善和不成熟的管理机制，导致风电机组的故障发生率增加。风电机组的故障大多数发生是 3～5 年，前几年国内风电机生产企业为了提高经济效益和出名度，大批大批的生产整机和零碎元件，目前这些零碎元件和整机已经进入问题和故障的“暴露期”。这个时候风电机已经不在质量保证期内，使得国内许多超过质保期的风电机对维护的需求突然增加，当风电机运行的时间已经在10 到 15 年后，风电机的维护成本就会出现骤增的趋势，风电场的经济收益就会受到严重影响。风电机组由许多机械器件和一些电气设备组成的整体，发生故障的概率和位置各不相同，其中以发电机、齿轮箱和主轴三个位置故障发生概率最高，合计可以达到故障总次数的百分之八十几。

目前国内风电机场维护和操作主要采用“先预防，再检修，后维修”的策略，维护工作主要是风电机场运行维护人员平时进行检测、调整、注油和清洁等工作，让设备处于良好的运行状态；计划检修则年度要依照例行维护内容对电气设备、机械部件进行检查，一般这种计划检修间隔时间较长，通常是半年或者一年；事后维修是指当风电机组发生的故障难以自己解决而影响正常工作，由生产商或第三方维修厂家进行现场维护。所以大多数风电场为了保证风电机发生故障后能及时得到检修，不论是否用到都提前准备足够的检修材料和一些备件，导致大量零件堆积仓库，造成资金堆压，检修成本提高。而有的风电场为了减少维修材料的堆积，采取尽量少一些备件的方法以减少成本，但由于对设备的性能、故障没有了解透彻，结果造成了维修材料不够，从而影响了风机的正常维护和检测。据世界风能协会统计 2000 台运行时间大于 8 年的机组运行维护情况，平均每台风力机维护 18。7 次。随着风电机组运行时间的增加，各种经济费用也会大幅度的随着上升。风电机组的在线状态监测功能可以有效降低风电机组事故的发生概率，而故障诊断系统可以准确地定位故障的位置和类型，减少机组的所需的维修时间，从而使风电机组达到它的最大运行速度。