WOA-VMD算法在轴承故障诊断中的应用

针对从滚动轴承振动信号中所提取的故障信息精度低的问题,提出一种基于鲸鱼优化算法(WOA)-变分模态分解(VMD)能量熵的特征提取方法,并采用改进鲸鱼优化算法(WOA)-支持向量机(SVM)进行故障诊断。首先,利用鲸鱼优化算法对变分模态分解模态个数K和惩罚参数α寻优,然后根据VMD处理信号得到若干模态分量,筛选后进一步提取能量熵作为特征向量。最后,针对WOA种群迭代机制易陷入局部极值等缺点,引入随机变异策略进行改进,根据改进WOA-SVM对轴承信号进行故障诊断。实验表明,该方法能够准确提取故障信息,提高轴承数据故障识别率,准确率高达99.2%。

基于ATP-EMTP的海上风机雷电暂态分析

雷击活动严重影响海上风机的正常运行,必须精准分析风电机组雷击过电压的影响因素和变化规律。论文根据海洋接地环境,在ATP-EMTP中搭建了基于圆锥天线原理的海上风机暂态一体波阻抗模型,通过优化机组各部位模型及模型电气参数计算,有效地将雷电流在风机内部的传播路径整合为一体,并利用该模型研究桨叶长度、塔筒高度对雷电暂态电压的影响,讨论屏蔽层结构对信号电缆的保护效果。仿真结果显示:雷击作用下,海上风电机组将产生兆伏级暂态电位变化,并呈欠阻尼式振荡衰减,其电位峰值从塔筒顶端到底端依次减小;风机塔筒的高度和桨叶长度分别与塔筒暂态电位和桨叶尖端电位呈正相关性;双屏蔽层结构下,信号电缆芯线与内屏蔽层的电位差值最小,比单屏蔽层结构电位差要低100 kV,因此采用双屏蔽层的保护效果更好。

基于鲸鱼算法的风机接地网优化设计

接地系统是风电机组防雷设计保护的重要部分,接地网的几何形状关乎雷击冲击特性。传统等间距接地网遭受雷击后产生巨大的接触电压,严重危害机组的正常运转,而利用优化算法求解最优压缩比构建不等间距接地网能有效降低接触电压。文中提出基于混沌动态权重因子和非线性收敛因子的优化鲸鱼算法(FWOA),求取最优压缩比,解决传统粒子群算法(PSO)早熟和寻优精度低等缺陷,在ATP-EMTP中搭建集桨叶、塔筒、电缆、接地网为一体的风机全局波阻抗模型,考虑火花效应和增设垂直导体对暂态电位的影响的基础上,探讨矩形接地网在风机防雷的应用,与圆形接地网作对比验证FWOA的优越性。仿真结果:文中提出的FWOA精度更高、收敛速度更快,降低接地网接触电压高达30.43%,与圆形接地网暂态情况相差无几,若所受环境或经济成本有限制,则可考虑不等间距矩形接地网;冲击电流产生的火花效应能降低接地网的冲击电阻;增加垂直接地导体能加快散流,改善风机接地网运行的安全问题。