隨著能源危機和環境污染問題的日益嚴重,作為綠色能源的風能受到世界各國的高度重視。我國風能儲量大、分布廣,具有十分可觀的應用前景。當前我國風電裝機容量已躍居世界第一位,占全球裝機容量的三分之一。然而,故障率高、維護成本大、運行安全性差是制約風電裝備高效運行的主要因素。如何實現風電裝備狀態監測與故障診斷,保障風電裝備安全可靠運行,是我國風力發電進一步擴大規模、發揮作用的關鍵。
風電裝備狀態監測與故障診斷是利用一系列有效的監測手段方法,從采集到的信息中,判斷被監測對象的運行狀態,在關鍵零部件出現嚴重故障之前給出預警及處理,從而保證風電裝備的安全運行。但是,由于風電的動力是風,是典型的變速變載變工況診斷,是故障診斷領域的世界性難題。
陳雪峰(右二)團隊合影
針對上述問題,西安交通大學陳雪峰帶領他的團隊,通過近10年的系統研究和工程積累,在對數千臺風電裝備進行現場振動數據的測試、挖掘與建模,終于揭示出了風電裝備變轉速等空曠與振動監測指標的關聯規律,原創性提出了“故障模式分離-故障信息提取-故障定量診斷”的三位一體“逐層去擾”的診斷新技術,發明了頻率跟蹤加噪的故障模式分離技術、故障信息匹配稀疏提取技術和加權稀疏定量診斷技術,研發了專用測風儀、葉片聲音傳感器、一體化集成式監測采集器等相關產品和系統,解決了變轉速診斷難題,為我國風電裝備安全運行保駕護航。
陳雪峰團隊研發的風電裝備變轉速診斷系列產品與系統,整體性能優于國際上最先進的同類產品,被用戶贊譽為“好用實用”。目前,該成果已在我國100多個風場10000余臺風電裝備上安裝使用,維護成本降低40%,產生了顯著的社會經濟效益,避免了重大事故發生,新增產值超過3億元。該成果不僅為我國成為新能源強國提供了技術支撐,更有力推動了我國故障診斷學科的理論發展。
在2018年度國家科學技術獎勵大會上,“風電裝備變轉速稀疏診斷技術”項目榮獲國家技術發明二等獎。