01
数字孪生基础
数字孪生概念、风电行业应用背景、数字孪生与CPS的关系
概念背景CPS
02
风电系统架构
风力发电机组结构、主控系统、变桨系统、偏航系统、齿轮箱与发电机
机组主控传动
03
传感器与数据采集
风速仪、振动传感器、温度传感器、扭矩传感器、数据采集与传输协议
传感器采集协议
04
数字孪生建模方法
机理建模、数据驱动建模、混合建模、模型降阶技术
机理数据驱动降阶
05
风电系统关键部件建模
叶片气动模型、传动链动力学模型、塔筒结构模型、发电机电磁模型
叶片传动链塔筒
06
数据预处理与特征工程
缺失值处理、异常值检测、数据归一化、时频域特征提取
清洗归一化特征
07
状态监测技术
振动分析、油液分析、温度监测、声发射监测、SCADA数据分析
振动油液SCADA
08
故障诊断方法
基于规则/模型/数据驱动的方法 (SVM、随机森林、CNN)
SVM随机森林CNN
09
可靠性理论基础
可靠性定义、浴盆曲线、MTBF、MTTR、可用度计算
浴盆曲线MTBF可用度
10
风电系统可靠性建模
可靠性框图(RBD)、故障树分析(FTA)、马尔可夫模型
RBDFTA马尔可夫
11
安全评估方法
HAZOP分析、LOPA分析、风险矩阵、FMEA/FMECA
HAZOPLOPAFMEA
12
数字孪生驱动的安全评估
实时风险映射、动态风险更新、孪生数据驱动的HAZOP
实时动态风险孪生HAZOP
13
疲劳寿命评估
S-N曲线、Miner线性累积损伤、雨流计数法、载荷谱编制
S-N雨流载荷谱
14
剩余寿命预测
退化模型、机器学习(LSTM/GRU)、粒子滤波
LSTMGRU粒子滤波
15
极端工况分析
台风工况、电网故障、湍流风况、极端温度下的安全裕度
台风电网故障安全裕度
16
数字孪生平台架构
数据层、模型层、服务层、可视化层、边缘-云端协同
平台边缘云可视化
17
实时仿真与并行计算
硬件在环(HIL)、软件在环(SIL)、模型在环(MIL)、GPU加速
HILSILGPU
18
多物理场耦合仿真
流-固耦合、热-结构耦合、电磁-热耦合在风电中的应用
流固耦合热结构电磁热
19
不确定性量化
蒙特卡洛模拟、多项式混沌展开、贝叶斯推断、灵敏度分析
蒙特卡洛贝叶斯灵敏度
20
可靠性验证与测试
加速寿命试验、现场可靠性验证、置信区间估计
加速试验现场验证置信区间
21
运维决策优化
基于状态的维护(CBM)、预测性维护(PdM)、维修调度优化
CBMPdM调度
22
数字孪生可视化技术
3D场景构建、数据仪表盘、AR/VR辅助运维、数字孪生驾驶舱
3DAR/VR驾驶舱
23
网络安全与数据隐私
工控系统安全、数据加密、访问控制、区块链在数据共享中的应用
工控安全加密区块链
24
标准与规范
IEC 61400系列标准、ISO 55000资产管理、DNV GL规范
IEC 61400ISO 55000DNV GL
25
案例研究
某海上风电场数字孪生系统、基于孪生的齿轮箱故障预警、叶片结冰检测
海上风电齿轮箱结冰
26
经济性评估
全生命周期成本(LCOE)、可靠性投资回报、保险与风险管理
LCOE投资回报保险
27
数字孪生与人工智能融合
强化学习在控制优化中的应用、GAN在数据增强中的应用
强化学习GAN控制优化
28
数字孪生与云计算
云原生架构、数据湖、微服务、Serverless在孪生中的应用
云原生数据湖Serverless
29
数字孪生与边缘计算
边缘推理、模型压缩、联邦学习在分布式风场中的应用
边缘推理模型压缩联邦学习
30
未来趋势
数字孪生标准化、自主孪生体、元宇宙与风电、绿色数字孪生
标准化元宇宙绿色孪生