第一篇：青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

基于數(shù)據(jù)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究

---基金項目申請書

1、項目的立項依據(jù)（研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢來論述科學(xué)意義；或結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄）

本項目以提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安全性，降低成本為導(dǎo)向，利用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的海量采集數(shù)據(jù)，研究基于數(shù)據(jù)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷理論，主要針對海量數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)、基于實時在線數(shù)據(jù)的分割與模式識別、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的集成故障診斷及預(yù)診斷理論等關(guān)鍵問題做深入研究。1.1 研究意義

風(fēng)電能源是世界上發(fā)展最快的可再生能源，已經(jīng)成為解決世界能源問題不可或缺的重要力量[1]。在我國，風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中的比重在不斷增大，將在2020年實現(xiàn)15%的份額，成為繼火電、水電后的第三大能源[2]。然而隨著風(fēng)力發(fā)電機組容量的不斷增長，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，不同部件之間耦合更加緊密，一個微小的故障可能傳播成災(zāi)難性的大故障，引起風(fēng)電機組停機，甚至直接導(dǎo)致風(fēng)電機組損壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如2004年Horns Rev海上風(fēng)電場多臺風(fēng)機出現(xiàn)電機失效故障，直接導(dǎo)致了其供應(yīng)商該年近4000萬歐元的虧損。在實際的風(fēng)電場運營過程中更換一根價值5000美元的軸承，導(dǎo)致超過25萬美元的維修費用，其中還不包括發(fā)電機組停機所帶來的發(fā)電量損失。有研究表明，目前風(fēng)機的維護(hù)費用占總成本的25% ~ 30%[3]。對于一個運行超過20年的風(fēng)機，其維護(hù)成本占整個風(fēng)場成本的10-15%，海上風(fēng)機的維修甚至達(dá)到20-25%[4]。

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)往往安裝在偏僻的、難以接近的或者氣候不適合人類長期逗留的地域，長期以來，一直采用計劃維修和事后維修的方式。計劃維修在運行2500小時或者5000小時后進(jìn)行例行維護(hù)，無法全面及時地了解設(shè)備狀況；事后維修則更是維修工作曠日持久，損失重大。利用有效的設(shè)備監(jiān)測和故障診斷手段，能對風(fēng)電機組運行中的各個參數(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，實時獲取反映風(fēng)電機組運行狀態(tài)的各種信息，在對各種信息進(jìn)行分析處理后，給出設(shè)備運行的狀況報告和診斷結(jié)果，并根據(jù)診斷結(jié)果安排合適的檢修計劃，從而可減少約75%的設(shè)備事故率，降低25%-50%的維修費用，獲利投資比高達(dá)17:1，在大大提高風(fēng)機的安全性的同時，有效降低風(fēng)力發(fā)電的成本[5]。

故障診斷技術(shù)是為了適應(yīng)現(xiàn)代工程需要而形成的一門多種學(xué)科交叉的應(yīng)用型邊緣學(xué)科，經(jīng)過40多年的飛速發(fā)展，已經(jīng)建立了相對完整的理論體系，并逐漸跨入了實用化的時代[6]。當(dāng)前的研究方法主要有三類：基于解析模型的方法、基于定性經(jīng)驗知識的方法、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法[7]。基于解析模型的方法如參數(shù)估計法[8]、狀態(tài)估計法[9]、等價空間法[10]等，適用于能建模、有足夠傳感器的“信息充足”的系統(tǒng)，需要過程較精確的定量數(shù)學(xué)模型，而要建立過程的數(shù)學(xué)模型則必須要了解過程的機理結(jié)構(gòu)。但是實際風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括齒輪箱、驅(qū)動鏈、主軸、發(fā)電機、葉片等部件，由于風(fēng)的隨機性，系統(tǒng)規(guī)模大，不確定性因素多，過程復(fù)雜，具有非線性、時變、變量耦合、時間相關(guān)性、間歇性等特性，難以建立精確的過程模型及故障模型[11]?；诙ㄐ越?jīng)驗知識的方法如專家系統(tǒng)、符號有向圖等適用于不能建立機理模型，傳感器不充分的“信息缺乏”的系統(tǒng)，但其更適合具有較少輸入、輸出或狀態(tài)變量的系統(tǒng)，對于具有海量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)則使用成本過高[12]。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時刻產(chǎn)生著反映過程運行機理和運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，這些海量數(shù)據(jù)通過監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）及多個傳感器，以簡便的方式進(jìn)行儲存，數(shù)據(jù)中蘊含著風(fēng)機狀態(tài)的各種信息，如溫度信息、振動信息、速度信息等。如果利用這些離線或在線數(shù)據(jù)，通過適當(dāng)有效的分析與提取，將能夠在難于建立受控系統(tǒng)準(zhǔn)確的機理模型條件下，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障監(jiān)測、識別與預(yù)測，完成風(fēng)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制與評價，這種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障檢測、診斷與辨識技術(shù)正處于學(xué)術(shù)界和工業(yè)界全面重視的階段，是一個熱門的研究領(lǐng)域[13]。因此本項目針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，研究基于數(shù)據(jù)的可靠的故障診斷技術(shù)，實時檢測風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的狀態(tài)，進(jìn)行其故障識別并提前預(yù)報，對推進(jìn)風(fēng)電市場化進(jìn)程具有重大的現(xiàn)實意義，也體現(xiàn)了故障診斷技術(shù)的發(fā)展前沿。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在風(fēng)電機組故障診斷領(lǐng)域，由于大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電技術(shù)起步較晚，且較長時間得不到各國政府的重視，因此發(fā)展較為緩慢。早期的風(fēng)電機組大多采用計劃維修方式，設(shè)備運行到出現(xiàn)故障時才進(jìn)行停機維修。隨著風(fēng)電機組容量的增大，故障后維修造成了巨大的運營成本，使得預(yù)防性維修走入人們的視野。預(yù)防性維修是讓風(fēng)電機組運行2500小時或5000小時后再進(jìn)行常規(guī)維護(hù)。這種維修方式大多依賴技術(shù)人員長期積累的經(jīng)驗，主觀成分較多，而且會有維修過剩和欠維修等情況出現(xiàn)[14]。

近幾年來隨著能源問題的突出，風(fēng)力發(fā)電由于具有多種優(yōu)勢而引起了世界范圍的廣泛重視，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)隨之而蓬勃發(fā)展。風(fēng)電機組故障診斷技術(shù)作為一種可以有效降低運營成本，提高設(shè)備可靠性的手段，逐漸引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。風(fēng)機的故障診斷是通過適當(dāng)?shù)淖儞Q、處理，從狀態(tài)信號中提取與故障有關(guān)的特征信息，判斷風(fēng)機當(dāng)前狀態(tài)，診斷并隔離已發(fā)生的或?qū)⒁?/p>

發(fā)生的嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能的故障[15]。文獻(xiàn)[16]從風(fēng)電機組的可靠性研究出發(fā)，指出了狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的必要性并提出了適用的診斷方法。文獻(xiàn)[17]總結(jié)了近年來學(xué)術(shù)界在風(fēng)電機組故障診斷研究領(lǐng)域提出的各種新方法。Daneshi[18]則對其進(jìn)行了補充，重點討論了風(fēng)機狀態(tài)檢測和故障診斷中的電氣測量與信號分析方法。(1)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷中故障檢測研究綜述

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，目前其典型的故障檢測方法是振動檢測[19]，通過在發(fā)電機、齒輪箱和主軸上安裝振動傳感器，基于風(fēng)機的參數(shù)對故障狀態(tài)進(jìn)行分類。假定變速發(fā)電機是線性的，Bennouna[20]針對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(DFIG)，實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)的異常參數(shù)檢測。文獻(xiàn)[21]通過雙饋感應(yīng)發(fā)電機的測量電流實現(xiàn)了定子和轉(zhuǎn)子故障的有效診斷；Shahram[22]等通過測量網(wǎng)側(cè)變換器的電流實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中電力電子器件的故障診斷。最近的文獻(xiàn)提出[23]，發(fā)電機是機電耦合設(shè)備，在不停機的情況下利用其輸出功率可以實現(xiàn)風(fēng)機電氣和機械故障的監(jiān)測與識別。與傳統(tǒng)的振動監(jiān)測方法相比，該方法減少了傳感器的數(shù)量，降低了測量成本。但是在風(fēng)機中，電力電子器件的存在導(dǎo)致測量信號的信噪比低，實際應(yīng)用中所提出的技術(shù)存在大量問題[24]，為此文獻(xiàn)[25]提出了有效的解決方案。這種方法成本高，難實現(xiàn)，且由于風(fēng)機總是運行于噪聲、電磁干擾等環(huán)境，故障信息混雜在大量干擾信號中，振動狀態(tài)的閾值很難確定，導(dǎo)致實際操作中會出現(xiàn)大量的誤報警[26]。(2)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷中故障識別研究綜述

在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障識別中最著名的方法是快速傅立葉變換（FFT）。迄今為止，大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷均采用傅立葉變換，由于信號的非平穩(wěn)特性，它主要應(yīng)用在定速風(fēng)機的故障診斷中[27]，如文獻(xiàn)[28] 將ZFFT用于感應(yīng)發(fā)電機，對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機振動進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[29]討論了雙饋感應(yīng)發(fā)電機的定子繞組短路故障的診斷，采用短時傅立葉變換或窗口傅立葉變換（STFT），從時間信號中計算得到光譜圖，用于分析風(fēng)機轉(zhuǎn)子的不平衡和定子的短路故障。文獻(xiàn)[30]通過檢測一些統(tǒng)計量如均方根的變化進(jìn)行齒輪箱故障的檢測，當(dāng)其變化超過某一閾值時便可判定有故障出現(xiàn)。然而在不同的系統(tǒng)中該閾值亦不相同，很難確定其魯棒值。文獻(xiàn)[31]通過電機終端的功率譜密度來分析葉片的不平衡和缺陷(利用雙相干和歸一化雙譜技術(shù))。由于風(fēng)機的變速驅(qū)動，其電氣和機械信號在時域和頻域內(nèi)都是非平穩(wěn)信號，極大地限制了頻譜分析法的使用。(3)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷中數(shù)據(jù)處理研究綜述 小波變換具有多分辨率分析的特點，在時域和頻域都有表征信號局部特征信息的能力，是解決非平穩(wěn)振動信號的有用工具，小波包變換則能進(jìn)一步實現(xiàn)對高頻信號的解耦。在文獻(xiàn)

[32]中，輸出功率的連續(xù)小波變換可用來監(jiān)測齒輪箱和發(fā)電機的主軸故障，同時也可以進(jìn)行同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子不平衡和感應(yīng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子電氣不平衡；文獻(xiàn)[33]對解調(diào)的電流信號實施離散小波變換，達(dá)到降噪和移去干擾的目的，最后利用某一特定層次的頻譜來診斷齒輪故障。Yang[34]和Huang[35]等采用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對齒輪箱和永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機的驅(qū)動鏈故障進(jìn)行振動測量和譜分析，實現(xiàn)故障分類。由于軸承缺陷信息可以調(diào)制于定子電流中，考慮變速引起的軸承故障頻率變化，通過小波包變換監(jiān)測軸承缺陷。Watson[36]等采用FFT和小波變換技術(shù)利用功率信號檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)子不平衡以及軸承故障。Durovic [37]用速度檢測短路繞組，并采用小波分析研究了繞組短路故障。文獻(xiàn)[38]對小波變換進(jìn)行了改進(jìn)，針對不同時頻結(jié)構(gòu)采用不同類型的小波，提出了一種自適應(yīng)Morlet小波濾波器進(jìn)行齒輪箱斷齒的診斷；Wang[39]采用離散小波變換進(jìn)行噪音消除，采用連續(xù)小波變換實現(xiàn)故障特征的提取，有效地實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中驅(qū)動鏈的故障診斷。然而以上的研究中均假定小波系數(shù)是獨立分布的變量，事實上各子帶之間的小波系數(shù)在各分解層內(nèi)部與分解層之間是具有一定的相關(guān)性的。

在國內(nèi)，東北大學(xué)柴天佑院士、清華大學(xué)王桂增、蕭德云教授、周東華教授在故障診斷技術(shù)的研究與應(yīng)用方面做出了重大貢獻(xiàn)；基于他們的研究成果，浙江大學(xué)、華北電力大學(xué)、上海交通大學(xué)等在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷領(lǐng)域做了深入的研究工作。項目課題組多年來從事與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制及可靠性相關(guān)的研究，提出了基于分離原理的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的雙頻環(huán)控制結(jié)構(gòu)[40-45]在機電設(shè)備的故障診斷領(lǐng)域，針對一類非線性系統(tǒng)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提出了Wiener多故障檢測方法，相關(guān)研究成果發(fā)表在《計算機集成制造系統(tǒng)》、《東南大學(xué)學(xué)報》及《系統(tǒng)仿真學(xué)報》等刊物[46-48]。1.3 存在的問題

在最近的研究文獻(xiàn)中指出，采用譜分析和小波變換的故障診斷技術(shù)均歸屬于基于數(shù)據(jù)的方法，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，在其研究中仍存在以下待解決的關(guān)鍵問題：(1)風(fēng)機是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)不僅包含的變量多，而且各個變量間還存在著耦合作用。雖然數(shù)據(jù)的實時性得到了一定的保證，但是由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自身的特點，系統(tǒng)總是存在一定的延遲和滯后，在海量數(shù)據(jù)的收集和傳輸過程中，無法回避噪聲信號的影響。而隨著傳感器和檢測技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)源變得越來越龐大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法過分強調(diào)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，忽視了數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的主要知識。因此如何對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效預(yù)處理，是實現(xiàn)故障診斷的基礎(chǔ)。

(2)離線歷史數(shù)據(jù)含有大量的系統(tǒng)運行機理知識和運行規(guī)律，而在線數(shù)據(jù)反映了最新的數(shù)據(jù)變化。目前的方法大都基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這對于復(fù)雜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言阻礙了

診斷方法的實時更新?；谠诰€數(shù)據(jù)的分析理論是實現(xiàn)實時故障診斷與分類的關(guān)鍵。(3)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷的研究工作中，均為假設(shè)故障已知的情況，對于集成故障診斷及預(yù)診斷的有效策略并未涉及。從發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)風(fēng)力發(fā)電集成的故障診斷與預(yù)診斷具有光明的應(yīng)用前景。

(4)將基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷技術(shù)應(yīng)用到大型復(fù)雜的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中去，以實現(xiàn)其工程化也是先進(jìn)的故障診斷技術(shù)在實際應(yīng)用中亟待解決的重要問題。

因此，本研究項目以提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安全性、降低其運行成本未目標(biāo)，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動思想，深入開展風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)研究工作，以期促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷的智能化。主要包括三個方面的研究工作：（1）通過分析SCADA數(shù)據(jù)，研究海量數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的降噪、分類和特征提取，從而獲得有用的信息與知識，是故障診斷的重要基礎(chǔ)；（2）針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性和非平穩(wěn)性，利用實時采集的數(shù)據(jù)變化，提出基于希爾伯特-黃變換(HHT)的模式識別算法，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征歸約，根據(jù)分類任務(wù)評估每個屬性的貢獻(xiàn)或顯著性，提取診斷規(guī)則，對預(yù)處理后的故障信息進(jìn)行屬性歸約；（3）將基于分析模型、基于經(jīng)驗知識與基于數(shù)據(jù)的方法融合，構(gòu)架風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷及預(yù)診斷方案，集成多個數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)系統(tǒng)級的故障診斷，并形成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)智能化故障診斷理論體系。主要參考文獻(xiàn)：

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2.1 研究內(nèi)容

（1）故障檢測及數(shù)據(jù)處理算法研究

根據(jù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)動態(tài)性和噪聲多等特點，分析系統(tǒng)狀態(tài)的變化對測量數(shù)據(jù)序列的影響，考慮背景噪聲，提出一種基于輔助白噪聲經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饧夹g(shù)，利用正態(tài)分布白噪聲在經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸庵芯哂械亩M(jìn)尺度分解特性，有效抑制常規(guī)經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饨翟胨惴ㄖ挟a(chǎn)生的模式混疊現(xiàn)象，對初始信號進(jìn)行預(yù)處理，正確去除隨機噪聲干擾和奇異值，以實現(xiàn)對有效數(shù)據(jù)的篩選，完成故障的檢測。（2）數(shù)據(jù)分類與故障識別算法研究

根據(jù)風(fēng)力發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)中狀態(tài)數(shù)據(jù)變量多、數(shù)據(jù)量巨大的特點，為了更好地挖掘潛在規(guī)律和進(jìn)行時態(tài)模式預(yù)測，基于希爾伯特-黃變換(HHT)，研究數(shù)據(jù)的分類與在線數(shù)據(jù)分割算法，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)突變點的檢測，即系統(tǒng)異常行為的檢測，完成對數(shù)據(jù)屬性子類的選擇或特征規(guī)約，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析。（3）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)構(gòu)建

在以上研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，綜合基于解析模型、基于定性經(jīng)驗知識和基于數(shù)據(jù)的故障診斷技術(shù)的優(yōu)勢，提出集成故障診斷方案，構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)級故障診斷系統(tǒng)架構(gòu)。

2.2 研究目標(biāo)

圍繞提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安全性、降低其運行成本的主題，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動思想，分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)海量SCADA數(shù)據(jù)，基于輔助白噪聲經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夥椒ǎ谜龖B(tài)分布白噪聲在經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸庵芯哂械亩M(jìn)尺度分解特性，研究數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法，有效消除背景噪聲的影響；針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的非線性和非平穩(wěn)性，利用實時采集的數(shù)據(jù)變化，提出基于希爾伯特-黃變換(HHT)的模式識別算法，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征歸約，根據(jù)分類任務(wù)評估每個屬性的貢獻(xiàn)或顯著性，提取診斷規(guī)則，對預(yù)處理后的故障信息進(jìn)行屬性歸約；將基于分析模型、基于經(jīng)驗知識與基于數(shù)據(jù)的方法融合，構(gòu)架風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷方案，集成多個數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)系統(tǒng)級的故障診斷，并形成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)智能化故障診斷理論體系?？偨Y(jié)研究結(jié)論，為有效實現(xiàn)風(fēng)機的早期故障診斷與維護(hù)提供理論依據(jù)，從而為大大降低風(fēng)力發(fā)電成本，極大地促進(jìn)其工程化和民用化進(jìn)程奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.3 擬解決的關(guān)鍵問題

(1)海量實時和歷史數(shù)據(jù)的獲取，以及各故障信息在數(shù)據(jù)中的特征體現(xiàn)。

(2)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)集成故障診斷方法中，由于不同的傳感器具有不同的采樣速率，以及不同傳感器固有延遲和通信延遲，因此多源異步數(shù)據(jù)狀態(tài)/參數(shù)的融合估計問題。這也是本課題需要解決的關(guān)鍵問題之一。

3．?dāng)M采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實驗手段、關(guān)鍵技術(shù)等說明）

基于數(shù)據(jù)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷過程如圖1所示：

歷史數(shù)據(jù)來自傳感器的海量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理故障識別故障診斷與決策報警或維護(hù)

圖1 基于數(shù)據(jù)的風(fēng)電系統(tǒng)故障診斷過程

(1)風(fēng)的隨機性帶來傳感器測量數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)動態(tài)性強、噪聲多、非平穩(wěn)特征明顯、蘊含著大量豐富的故障征兆信息。因此數(shù)據(jù)的降噪及預(yù)處理是大量傳感器數(shù)據(jù)處理中的重要步驟。課題組前期的研究成果“小波域空間自適應(yīng)圖像消噪”[光學(xué)技術(shù)]指出，雖然小波變換技術(shù)在信號消噪中取得了廣泛應(yīng)用，但是基于小波的非線性去噪值準(zhǔn)則中，均假定了小波系數(shù)是獨立同分布變量，事實上各子帶的小波系數(shù)具有較強的相關(guān)性，這嚴(yán)重影響了小波理論的降噪效果。而經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸猓‥MD）是一種完全基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的自適應(yīng)分解方法，將信號從高頻至低頻分解為有限個具有物理意義的固有模式函數(shù)及趨勢項之和，在非平穩(wěn)信號分解和重構(gòu)的降噪處理方面比小波等方法更為有效。課題通過引入正態(tài)分布的白噪聲在EMD中具有的二階時間分解特性及不同白噪聲序列對應(yīng)的IMF之間的無關(guān)性，一方面為分析信號提供均勻的分解尺度，同時平滑脈沖干擾等異常事件，使異常事件模式在EMD分解過程中混入到白噪聲模式中，可以很大程度上抑制異常事件模式和信號振動固有模式的混疊，更好地凸現(xiàn)真實信號的特征。有望解決研究內(nèi)容(1)。

(2)根據(jù)風(fēng)機狀態(tài)數(shù)據(jù)變量多、數(shù)據(jù)量巨大的特點，同時考慮在線數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的系統(tǒng)狀態(tài)變化，基于希爾伯特-黃變換(HHT)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的分類和在線分割。HHT是基于經(jīng)驗分解的信號處理方法，與傅立葉和小波變換不同，它自適應(yīng)將信號分解成本征模式函數(shù)(IMF)，IMF完全源于信號本身，非常適用于如風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等非線性和非平穩(wěn)的過程分析?；诮o定訓(xùn)練數(shù)據(jù)內(nèi)部的等價類，發(fā)現(xiàn)不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)或噪聲數(shù)據(jù)內(nèi)的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性子類選擇，即特征歸約，識別和刪除無助于給定訓(xùn)練數(shù)據(jù)分類的屬性以及相關(guān)分析，根據(jù)分類任務(wù)評估每個屬性的貢獻(xiàn)或顯著性，提取診斷規(guī)則，對預(yù)處理后的故障信息進(jìn)行屬性歸約，即根據(jù)診斷任務(wù)去除不相關(guān)的屬性，解決研究內(nèi)容(2)。

(3)基于數(shù)據(jù)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷要求連續(xù)檢測各種故障信號以確保系統(tǒng)的不間斷運行，因此系統(tǒng)需要有足夠的靈活性以便針對不同的傳感器采用多種數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)源和多模型的故障診斷任務(wù)。采用多信息融合技術(shù)，集成故障診斷的3大類方法以實現(xiàn)系統(tǒng)故障診斷的智能化，體現(xiàn)了目前基于數(shù)據(jù)的故障診斷技術(shù)的一個新的研究方向。由此，設(shè)計風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)集成故障診斷方案如圖2所示：

解析模型的方法基于數(shù)據(jù)的方法基于知識的方法集成故障診斷方案確定決策層融合特征層融合數(shù)據(jù)層融合多源數(shù)據(jù)信息圖2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)集成故障診斷方案

該方案中，故障診斷過程分為3層，即數(shù)據(jù)層、特征層和決策層。數(shù)據(jù)層對多速率傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對系統(tǒng)的狀態(tài)、參數(shù)進(jìn)行融合估計，從中獲取診斷所需要的特征參數(shù)；特征層利用信號處理技術(shù)，對數(shù)據(jù)層的結(jié)果進(jìn)行分析，實現(xiàn)特征提??；決策層針對不同的診斷對象，利用智能診斷技術(shù)做出最終的診斷結(jié)果?；诮馕瞿Ｐ汀?shù)據(jù)和知識的3大類方法剛好對應(yīng)于此數(shù)據(jù)級、特征級和決策級的3個功能層次，有效地實現(xiàn)了不同方法的集成。

(4)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障診斷的工程化。作為中國未來規(guī)劃中的7大主要風(fēng)力發(fā)電區(qū)域之一，位于東部沿海的江蘇省具有較大的風(fēng)力資源，并已規(guī)劃實現(xiàn)10GW的海上風(fēng)力發(fā)電的容量，在2020年總的風(fēng)力發(fā)電能源將達(dá)到281TWh。無錫市充分利用國家和江蘇省對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的鼓勵政策，瞄準(zhǔn)國際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的前沿，以建成全國和江蘇省風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的集聚區(qū)和國內(nèi)

風(fēng)電裝備研發(fā)檢測中心為目標(biāo)，加大對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的投入，在大力扶持風(fēng)電企業(yè)的同時，充分發(fā)揮以江南大學(xué)等重點在錫高等院校和科研院所的作用，深化拓展產(chǎn)學(xué)研的全面合作，建立了江南大學(xué)“綠色能源”重點實驗室，為本項目的工程化奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4．本項目的特色與創(chuàng)新之處。

(1)隨著風(fēng)場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的基于模型的故障診斷技術(shù)變得越來越困難。但是風(fēng)場通過各種傳感器獲得了海量風(fēng)機運行數(shù)據(jù)。基于海量數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動思想，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障診斷是本課題的特色之一。

(2)通過引入正態(tài)分布的白噪聲在EMD中具有的二階時間分解特性及不同白噪聲序列對應(yīng)的IMF之間的無關(guān)性，提出基于輔助白噪聲的經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饧夹g(shù)，很大程度上抑制異常事件模式和信號振動固有模式的混疊，更好地凸現(xiàn)真實信號的特征。這是本課題的特色之二。

(3)采用多信息融合技術(shù)，集成故障診斷的3大類方法以實現(xiàn)系統(tǒng)故障診斷的智能化，體現(xiàn)了目前基于數(shù)據(jù)的故障診斷技術(shù)的一個新的研究方向，是本課題的特色之三。

5．年度研究計劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學(xué)術(shù)交流活動、國際合作與交流計劃等）

5.1 研究計劃

2012年度

1月-6月:

查閱有關(guān)資料，在以往研究和文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，搜集風(fēng)電場的大量傳感器數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn) 行整理、分類。

7月-12月: 研究基于輔助白噪聲經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饧夹g(shù)，并完成數(shù)據(jù)的降噪預(yù)處理，為后續(xù)工作打下基礎(chǔ)。計劃安排2人次國內(nèi)學(xué)術(shù)交流。

2013年度

1月-6月:

在上述工作基礎(chǔ)上，基于希爾伯特-黃變換(HHT)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的分類和在線分割。并將其用于風(fēng)電系統(tǒng)海量傳感器時間序列數(shù)據(jù)的特征規(guī)約，提取診斷規(guī)則。

7月-12月:

研究基于約束的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)并將之應(yīng)用到風(fēng)電系統(tǒng)，對異常數(shù)據(jù)模式進(jìn)行挖掘，實現(xiàn)風(fēng)電系統(tǒng)的故障識別。安排國際學(xué)術(shù)交流活動1人次，國內(nèi)學(xué)術(shù)交流1人次。

2014年度

1月-6月:

融合基于模型、基于數(shù)據(jù)和基于知識的方法，構(gòu)建集成故障診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)故障決策與

預(yù)報，并進(jìn)行工程化研究。

7月-12月: 總結(jié)研究成果。安排國際或國內(nèi)學(xué)術(shù)交流活動1人次，撰寫項目總結(jié)報告。

5.2 預(yù)期研究成果

(1)提出基于輔助白噪聲經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饧夹g(shù)，并實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的降噪處理，提純數(shù)據(jù)。

(2)采用希爾伯特-黃變換(HHT)理論完成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)傳感器時間序列數(shù)據(jù)的特征規(guī)約，并提取診斷 規(guī)則。

(3)提出風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)集成的故障診斷及預(yù)診斷策略，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障決策及預(yù)報。

(4)在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表相關(guān)研究論文6-8篇，申報國家發(fā)明專利1 項，培養(yǎng)研究生6人。

第二篇：青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

青年科學(xué)基金項目是國家自然科學(xué)基金人才項目系列的重要類型，支持青年科學(xué)技術(shù)人員在國家自然科學(xué)基金資助范圍內(nèi)自主選題，開展基礎(chǔ)研究工作，培養(yǎng)青年科學(xué)技術(shù)人員獨立主持科研項目、進(jìn)行創(chuàng)新研究的能力，激勵青年科學(xué)技術(shù)人員的創(chuàng)新思維，培育基礎(chǔ)研究后繼人才。

青年科學(xué)基金項目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

1．具有從事基礎(chǔ)研究的經(jīng)歷；

2．具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）或者具有博士學(xué)位，或者有2名與其研究領(lǐng)域相同、具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）的科學(xué)技術(shù)人員推薦；

3．申請當(dāng)年1月1日未滿35周歲{1976年1月1日（含）以后出生}，女性申請人年齡限制為未滿40周歲{1971年1月1日（含）以后出生}。

符合上述條件、在職攻讀博士研究生學(xué)位的人員，經(jīng)過導(dǎo)師同意可以通過其受聘單位申請，但在職攻讀碩士生學(xué)位的人員不得申請。作為負(fù)責(zé)人正在承擔(dān)或者承擔(dān)過青年科學(xué)基金項目的（包括批準(zhǔn)研究期限1年的小額探索項目以及被終止或撤銷的項目），不得再次申請。青年科學(xué)基金項目申請、評審和管理機制與面上項目基本相同，重點評價申請人本人的創(chuàng)新潛力。申請人應(yīng)當(dāng)按照青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱撰寫申請書。青年科學(xué)基金項目的合作研究單位不得超過2個，資助期限為3年。

申請青年科學(xué)基金項目使用統(tǒng)一格式的申請書，由信息表格及報告正文兩部分構(gòu)成。

一、信息表格：為計算機錄入專用表格，包括基本信息、項目組主要參與者和經(jīng)費申請表三張表格，須按操作提示在指定的位置選擇或按要求輸入正確信息；經(jīng)費申請表須按照《國家自然科學(xué)基金項目資助經(jīng)費管理辦法》認(rèn)真填寫，應(yīng)保證信息準(zhǔn)確清楚。

請申請人注意：項目批準(zhǔn)資助后，申請書中“基本信息”一頁的內(nèi)容將在基金委網(wǎng)站、或以其他適當(dāng)形式向社會公開，凡涉及國家科學(xué)技術(shù)保密范圍和知識產(chǎn)權(quán)問題的內(nèi)容不得寫入，項目依托單位須認(rèn)

真核查。必須寫入摘要中的保密內(nèi)容應(yīng)特殊聲明，并說明理由。有關(guān)聲明和說明以書面形式作為附件隨同紙質(zhì)申請書一并申報，內(nèi)容保密的摘要因申請人未提交聲明而被公開的責(zé)任自負(fù)。

二、報告正文：參照以下提綱撰寫，要求內(nèi)容翔實、清晰，層次分明，標(biāo)題突出。

（一）立項依據(jù)與研究內(nèi)容（4000-8000字）：

1.項目的立項依據(jù)（研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢來論述科學(xué)意義；或結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄）

2.項目的研究內(nèi)容、研究目標(biāo),以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。（此部分為重點闡述內(nèi)容）

3.擬采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實驗手段、關(guān)鍵技術(shù)等說明）

4.本項目的特色與創(chuàng)新之處。

5.研究計劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學(xué)術(shù)交流活動、國際合作與交流計劃等）

（二）研究基礎(chǔ)與工作條件

1、工作基礎(chǔ)（與本項目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績）

2、工作條件（包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑，包括利用國家實驗室、國家重點實驗室和部門開放實驗室等研究基地的計劃與落實情況）

3、申請人簡介（包括申請人的學(xué)歷和研究工作簡歷，近期已發(fā)表與本項目有關(guān)的主要論著目錄和獲得學(xué)術(shù)獎勵情況。論著目錄要求

詳細(xì)列出所有作者、論著題目、期刊名或出版社名、年、卷（期）、起止頁碼等；獎勵情況也須詳細(xì)列出全部受獎人員、獎勵名稱等級、授獎年等）

4、承擔(dān)科研項目情況（申請人正在承擔(dān)或參加科研項目的情況，包括自然科學(xué)基金的項目。要注明項目的名稱和編號、經(jīng)費來源、起止年月、與本項目的關(guān)系及負(fù)責(zé)的內(nèi)容等）

5、完成自然科學(xué)基金項目情況（對申請人負(fù)責(zé)的前一個已結(jié)題科學(xué)基金項目（項目名稱及批準(zhǔn)號）完成情況、后續(xù)研究進(jìn)展及與本申請項目的關(guān)系加以詳細(xì)說明。另附該已結(jié)題項目研究工作總結(jié)摘要（限500字）和相關(guān)成果的詳細(xì)目錄）

（三）經(jīng)費申請說明（要求購置5萬元以上固定資產(chǎn)及設(shè)備等，須逐項說明與項目研究的直接相關(guān)性及必要性）

三、其他附件清單（附件材料復(fù)印后隨紙質(zhì)《申請書》一并提交）隨紙質(zhì)申請書一同報送的附件清單，如：不具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)、同時也不具有博士學(xué)位的申請人應(yīng)提供的推薦信；在職研究生申請項目的導(dǎo)師同意函等。在導(dǎo)師的同意函中，需要說明申請項目與學(xué)位論文的關(guān)系，承擔(dān)項目后的工作時間和條件保證等。

第三篇：青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

青年科學(xué)基金項目是國家自然科學(xué)基金人才項目系列的重要類型，支持青年科學(xué)技術(shù)人員在國家自然科學(xué)基金資助范圍內(nèi)自主選題，開展基礎(chǔ)研究工作，培養(yǎng)青年科學(xué)技術(shù)人員獨立主持科研項目、進(jìn)行創(chuàng)新研究的能力，激勵青年科學(xué)技術(shù)人員的創(chuàng)新思維，培育基礎(chǔ)研究后繼人才。

青年科學(xué)基金項目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：（1）具有從事基礎(chǔ)研究的經(jīng)歷；

（2）具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）或者具有博士學(xué)位，或者有2名與其研究領(lǐng)域相同、具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）的科學(xué)技術(shù)人員推薦；

（3）申請當(dāng)年1月1日男性未滿35周歲[1977年1月1日（含）以后出生]，女性未滿40周歲[1972年1月1日（含）以后出生]。

符合上述條件、在職攻讀博士研究生學(xué)位的人員，經(jīng)過導(dǎo)師同意可以通過其受聘單位申請，但在職攻讀碩士生學(xué)位的人員不得申請。作為負(fù)責(zé)人正在承擔(dān)或者承擔(dān)過青年科學(xué)基金項目的（包括資助期限1年的小額探索項目以及被終止或撤銷的項目），不得再次申請。

青年科學(xué)基金項目申請、評審和管理機制與面上項目基本相同，重點評價申請人本人的創(chuàng)新潛力。申請人應(yīng)當(dāng)按照青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱撰寫申請書。青年科學(xué)基金項目的合作研究單位不得超過2個，資助期限為3年。

青年科學(xué)基金項目申請書由信息表格及報告正文兩部分構(gòu)成。

一、信息表格：為計算機錄入專用表格，包括基本信息、項目組主要參與者和經(jīng)費申請表三張表格，須按操作提示在指定的位置選擇或按要求輸入正確信息；經(jīng)費申請表須按照《國家自然科學(xué)基金項目資助經(jīng)費管理辦法》認(rèn)真填寫，應(yīng)保證信息準(zhǔn)確清楚。

請申請人注意：項目批準(zhǔn)資助后，申請書中“基本信息”一頁的內(nèi)容將在基金委網(wǎng)站、或以其他適當(dāng)形式向社會公開，凡涉及國家科學(xué)技術(shù)保密范圍和知識產(chǎn)權(quán)問題的內(nèi)容不得寫入，項目依托單位須認(rèn)真核查。必須寫入摘要中的保密內(nèi)容應(yīng)特殊聲明，并說明理由。有關(guān)聲明和說明以書面形式作為附件隨同紙質(zhì)申請書一并申報，內(nèi)容保密的摘要因申請人未提交聲明而被公開的責(zé)任自負(fù)。

二、報告正文：參照以下提綱撰寫，要求內(nèi)容翔實、清晰，層次分明，標(biāo)題突出。

（一）立項依據(jù)與研究內(nèi)容（4000-8000字）： 1.項目的立項依據(jù)（研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢來論述科學(xué)意義；或結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄）

2.項目的研究內(nèi)容、研究目標(biāo),以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。（此部分為重點闡述內(nèi)容）

3.擬采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實驗手段、關(guān)鍵技術(shù)等說明）

4.5.本項目的特色與創(chuàng)新之處。

研究計劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學(xué)術(shù)交流活動、國際合作與交流計劃等）

（二）研究基礎(chǔ)與工作條件

1、工作基礎(chǔ)（與本項目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績）

2、工作條件（包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑，包括利用國家實驗室、國家重點實驗室和部門開放實驗室等研究基地的計劃與落實情況）

3、申請人簡介（包括申請人的學(xué)歷和研究工作簡歷，近期已發(fā)表與本項目有關(guān)的主要論著目錄和獲得學(xué)術(shù)獎勵情況。論著目錄要求詳細(xì)列出所有作者、論著題目、期刊名或出版社名、年、卷（期）、起止頁碼等；獎勵情況也須詳細(xì)列出全部受獎人員、獎勵名稱等級、授獎年等）

1）個人簡介（應(yīng)包含本項目中承擔(dān)的任務(wù)）

2）大學(xué)開始受教育經(jīng)歷

例：××年－××年，單位，院系所，學(xué)歷/學(xué)位，導(dǎo)師 ? 1998年－2002年，河北大學(xué)，生命科學(xué)學(xué)院，本科/學(xué)士，? ? ? ? ? 2002年－2005年，河北大學(xué)，生命科學(xué)學(xué)院，研究生/碩士，導(dǎo)師－闞振榮 2008年－2011年，中國海洋大學(xué)，海洋生命學(xué)院，研究生/博士，導(dǎo)師－池振明

3）研究工作經(jīng)歷

例：××年－××年，單位，院系所，職務(wù) ? ? ?

4）科研成果 ? ?

4、承擔(dān)科研項目情況（申請人正在承擔(dān)或參加科研項目的情況，包括自然科學(xué)基金的項目。要注明項目的名稱和編號、經(jīng)費來源、起止年月、與本項目的關(guān)系及負(fù)責(zé)的內(nèi)容等）

5、完成自然科學(xué)基金項目情況（對申請人負(fù)責(zé)的前一個已結(jié)題科學(xué)基金項目（項目名稱及批準(zhǔn)號）完成情況、后續(xù)研究進(jìn)展及與本申請項目的關(guān)系加以詳細(xì)說明。另附該已結(jié)題項目研究工作總結(jié)摘要（限500字）和相關(guān)成果的詳細(xì)目錄）

（三）經(jīng)費申請說明（要求購置5萬元以上固定資產(chǎn)及設(shè)備等，須逐項說明與項目研究的直接相關(guān)性及必要性）

三、其他附件清單（附件材料復(fù)印后隨紙質(zhì)《申請書》一并提交）隨紙質(zhì)申請書一同報送的附件清單，如：不具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)、同時也不具有博士學(xué)位的申請人應(yīng)提供的推薦信；在職研究生申請項目的導(dǎo)師同意函等。在導(dǎo)師的同意函中，需要說明申請項目與學(xué)位論文的關(guān)系，承擔(dān)項目后的工作時間和條件保證等。

國家自然科學(xué)基金項目資助經(jīng)費管理辦法

財教[2002] 65號

第一章 總 則

第一條 為加強國家自然科學(xué)基金項目資助經(jīng)費(以下簡稱項目資助經(jīng)費)的管理,根據(jù)《科學(xué)事業(yè)單位財務(wù)制度》、《國家自然科學(xué)基金財務(wù)管理辦法》和《關(guān)于國家科研計劃實施課題制管理的規(guī)定》等,結(jié)合國家自然科學(xué)基金(以下簡稱自然科學(xué)基金)管理工作的特點,制定本辦法。

第二條 項目資助經(jīng)費是指用于資助自然科學(xué)基礎(chǔ)研究和部分應(yīng)用研究,發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)科技人才等自然科學(xué)基金項目的專項資金。

第三條 自然科學(xué)基金項目的立項、審批和經(jīng)費管理由國家自然科學(xué)基金委員會(以下簡稱自然科學(xué)基金委)負(fù)責(zé)。

第四條 自然科學(xué)基金項目包括面上項目、重點項目、重大項目、國際合作與交流項目、專項項目等。

第五條 項目資助經(jīng)費的管理和使用,必須符合國家有關(guān)財政、財務(wù)制度和本辦法的規(guī)定,同時要有利于開展科學(xué)研究工作。

第二章 預(yù)算管理

第六條 根據(jù)項目類型、規(guī)模以及管理工作的實際需要,自然科學(xué)基金項目實行成本補償式和定額補助式兩種資助方式。

對于重大項目實行成本補償式資助方式。

對于除重大項目以外的其他項目實行定額補助式資助方式。

第七條 項目負(fù)責(zé)人應(yīng)按照本辦法規(guī)定,本著實事求是、精打細(xì)算的原則,編制切合實際的項目資助經(jīng)費預(yù)算。項目依托單位應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格審核項目資助經(jīng)費預(yù)算,簽署意見后報自然科學(xué)基金委。

第八條 項目資助經(jīng)費預(yù)算包括收入預(yù)算與支出預(yù)算。

收入預(yù)算包括用于項目研究的各種不同渠道的經(jīng)費,具體包括從自然科學(xué)基金獲得的資助、從項目依托單位獲得的資助和從其他渠道獲得的資助。

支出預(yù)算包括研究經(jīng)費、國際合作與交流經(jīng)費、勞務(wù)費和管理費。具體如下:

（一）研究經(jīng)費是指直接用于科學(xué)研究的費用。包括:

1.科研業(yè)務(wù)費:測試、計算、分析費,動力、能源費,差旅費,調(diào)研和學(xué)術(shù)會議費,資料、論文版面費和印刷費,文獻(xiàn)檢索、入網(wǎng)等信息通訊費,學(xué)術(shù)刊物訂閱費。2.3.4.5.實驗材料費:原材料、試劑、藥品等消耗品購置費,實驗動物、植物的購置、種植、養(yǎng)殖費,標(biāo)本、樣品的采集加工費和包裝運輸費。

儀器設(shè)備費:專用儀器設(shè)備購置、運輸、安裝費和修理費,自制專用儀器設(shè)備的材料、配件購置費和加工費。

實驗室改裝費:為改善資助項目研究的實驗條件,對實驗室進(jìn)行改裝所開支的費用。不得用于實驗室擴(kuò)建、土建、房屋維修等費用的開支。

協(xié)作費:外單位協(xié)作承擔(dān)自然科學(xué)基金項目部分研究試驗工作的費用。

（二）國際合作與交流經(jīng)費是指用于與資助項目研究工作有直接關(guān)系的國際合作與交流費用,包括項目組人員出訪及外國專家來訪的部分費用,所需外匯額度由項目依托單位自行解決。其中:

1.2.面上項目國際合作與交流經(jīng)費不得超過自然科學(xué)基金資助經(jīng)費的15%;重點項目、重大項目國際合作與交流經(jīng)費不得超過自然科學(xué)基金資助經(jīng)費的10%。

（三）勞務(wù)費是指用于直接參加項目研究的研究生、博士后人員的勞務(wù)費用。

1.2.面上項目勞務(wù)費不得超過自然科學(xué)基金資助經(jīng)費的15%;

重點項目、重大項目及各類專項的勞務(wù)費不得超過自然科學(xué)基金資助經(jīng)費的10%。

(四)管理費是指項目依托單位為組織和支持項目研究而支出的費用,包括項目執(zhí)行中公用儀器設(shè)備、房屋占用費等。管理費不得超過自然科學(xué)基金資助經(jīng)費的5%,協(xié)作單位不得重復(fù)提取。

第九條 自然科學(xué)基金委組織專家或擇優(yōu)遴選中介機構(gòu)對項目資助研究經(jīng)費預(yù)算進(jìn)行評審或評估,資助額度依據(jù)自然科學(xué)基金各類項目經(jīng)費情況和評審專家的意見,以及相關(guān)的財政、財務(wù)制度并按照規(guī)定的程序?qū)徍撕蟠_定。

第十條 項目負(fù)責(zé)人必須嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的項目資助經(jīng)費預(yù)算核定的用途、范圍和開支標(biāo)準(zhǔn)使用項目資助經(jīng)費。

第十一條 經(jīng)批準(zhǔn)的項目資助預(yù)算一般不做調(diào)整。由于項目研究目標(biāo)、重大技術(shù)路線或主要研究內(nèi)容調(diào)整,以及不可抗力造成意外損失等原因,對項目資助經(jīng)費預(yù)算造成較大影響時,必須按程序報自然科學(xué)基金委批準(zhǔn)。

第十二條 項目資助經(jīng)費不得用于支付各種罰款、捐款、贊助、投資等項支出,不得用于各種福利性支出,不得用于國家規(guī)定禁止列入的其他支出。

第十三條 項目依托單位應(yīng)加強項目資助經(jīng)費的管理。項目資助經(jīng)費須專款專用,任何單位和個人不得以任何理由和方式截留、擠占和挪用。

第十四條 在研資助項目的結(jié)余經(jīng)費,結(jié)轉(zhuǎn)下一繼續(xù)使用。結(jié)題項目的結(jié)余經(jīng)費,仍用于項目依托單位的自然科學(xué)基礎(chǔ)研究或部分應(yīng)用研究工作。

第三章 撥款管理

第十五條 申請單位首次申請自然科學(xué)基金項目時,應(yīng)按要求如實填寫“申請單位信息表”,報自然科學(xué)基金委。項目依托單位的銀行賬戶等信息發(fā)生變更,應(yīng)及時函告自然科學(xué)基金委。

第十六條 項目資助經(jīng)費撥至項目依托單位,接收撥款單位與項目依托單位必須一致。

第十七條 項目資助經(jīng)費的撥款,按自然科學(xué)基金項目管理辦法的規(guī)定執(zhí)行;實行國庫集中支付的,按財政部有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

第十八條 資助項目的協(xié)作費由項目依托單位依據(jù)協(xié)作合同轉(zhuǎn)撥。

第十九條 因故中止實施或撤銷的資助項目停止撥款,項目依托單位應(yīng)將已撥經(jīng)費余額在接到通知三個月內(nèi)退回自然科學(xué)基金委,對逾期不退回的,緩撥該單位其他項目的資助經(jīng)費。

第四章 經(jīng)費決算與監(jiān)督管理

第二十條 自然科學(xué)基金項目(除重大項目外)研究結(jié)束后,項目負(fù)責(zé)人應(yīng)會同項目依托單位財務(wù)部門清理賬目,根據(jù)批準(zhǔn)的資助項目經(jīng)費預(yù)算,如實編報資助項目經(jīng)費決算,由項目依托單位科研管理部門、財務(wù)部門審核簽署意見后存檔備查。

項目依托單位科研管理部門根據(jù)審核后的項目資助經(jīng)費決算表,編報項目資助經(jīng)費決算匯總表并簽署審核意見后,于每年3月31日前報送自然科學(xué)基金委。

第二十一條 重大項目結(jié)束后,先由課題負(fù)責(zé)人編報經(jīng)費決算表一式兩份,經(jīng)所在單位科研管理部門、財務(wù)部門審核并簽署意見,一份存入課題結(jié)題檔案,一份送項目負(fù)責(zé)人。項目負(fù)責(zé)人及項目依托單位編報項目資助經(jīng)費決算匯總表并附加說明,于六個月內(nèi)報送自然科學(xué)基金委。

第二十二條 經(jīng)自然科學(xué)基金委批準(zhǔn)中止和提前結(jié)題的資助項目,項目負(fù)責(zé)人和項目依托單位應(yīng)及時清理賬目,編制項目資助經(jīng)費決算表,并列入項目依托單位項目資助經(jīng)費決算匯總表。

第二十三條 項目資助經(jīng)費的管理和使用應(yīng)接受上級財政部門、國家審計機關(guān)和自然科學(xué)基金委的檢查與監(jiān)督。項目負(fù)責(zé)人和項目依托單位應(yīng)積極配合并提供有關(guān)資料。

第二十四條 項目依托單位應(yīng)對項目資助經(jīng)費進(jìn)行不定期審計或?qū)ｍ棇徲嫛?/p>

第二十五條 自然科學(xué)基金委對項目依托單位或個人違反本辦法及自然科學(xué)基金項目管理辦法規(guī)定的,視情節(jié)輕重分別采取緩撥項目資助經(jīng)費、書面警告、通報批評、停止撥款、追回已撥經(jīng)費、撤銷資助項目等處理措施。項目依托單位應(yīng)對情節(jié)嚴(yán)重的有關(guān)人員,追究其相應(yīng)責(zé)任。

第二十六條 自然科學(xué)基金委會同財政部制定適合自然科學(xué)基金特點的績效考評辦法,對項目經(jīng)費使用效益進(jìn)行考評。

第二十七條 自然科學(xué)基金委建立自然科學(xué)基金項目庫,并按規(guī)定進(jìn)行管理。

第二十八條 項目資助經(jīng)費購置的資產(chǎn)屬于國有資產(chǎn),其使用權(quán)和經(jīng)營權(quán)歸項目依托單位,必須納入項目依托單位的固定資產(chǎn)賬戶進(jìn)行核算與管理。資產(chǎn)的處置按國家的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,防止國有資產(chǎn)的流失。

第五章 附 則

第二十九條 本辦法自發(fā)布之日起施行。1992年12月7日頒布的《國家自然科學(xué)基金資助項目財務(wù)管理辦法》同時廢止。

第三十條 本辦法由財政部、自然科學(xué)基金委負(fù)責(zé)解釋。

第四篇：青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱（最終版）

青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

青年科學(xué)基金項目是安徽省自然科學(xué)基金人才項目系列的重要類型，支持青年科學(xué)技術(shù)人員在安徽省自然科學(xué)基金資助范圍內(nèi)自主選題，開展基礎(chǔ)研究工作，培養(yǎng)青年科學(xué)技術(shù)人員獨立主持科研項目、進(jìn)行創(chuàng)新研究的能力，激勵青年科學(xué)技術(shù)人員的創(chuàng)新思維，培育基礎(chǔ)研究后繼人才。

青年科學(xué)基金項目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

1．具有從事基礎(chǔ)研究的經(jīng)歷；

2．具有中級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）或者具有博士學(xué)位，或者有2名與其研究領(lǐng)域相同、具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）的科學(xué)技術(shù)人員推薦；

3．申請當(dāng)年1月1日未滿35周歲{1975年1月1日（含）以后出生}。

符合上述條件、在職攻讀博士研究生學(xué)位的人員，經(jīng)過導(dǎo)師同意可以通過其受聘單位申請，但在職攻讀碩士生學(xué)位的人員不得申請。作為負(fù)責(zé)人正在承擔(dān)或者承擔(dān)過青年科學(xué)基金項目的（包括批準(zhǔn)研究期限1年的小額探索項目以及被終止或撤銷的項目），不得再次申請。青年科學(xué)基金項目申請、評審和管理機制與面上項目基本相同，重點評價申請人本人的創(chuàng)新潛力。申請人應(yīng)當(dāng)按照青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱撰寫申請書。青年科學(xué)基金項目的合作研究單位不得超過2個，研究期限一般為3年。

申請青年科學(xué)基金項目使用統(tǒng)一格式的申請書，由信息表格（規(guī)范格式）及報告正文（自由格式）兩部分構(gòu)成。

一、信息表格：為計算機錄入專用表格，包括基本信息、項目組主要參與者和經(jīng)費申請表三張表格，須按操作提示在指定的位置選擇或按要求輸入正確信息；經(jīng)費申請表須按照《安徽省自然科學(xué)基金項目資助經(jīng)費管理辦法》認(rèn)真填寫，應(yīng)保證信息準(zhǔn)確清楚。

請申請人注意：項目批準(zhǔn)資助后，申請書中“基本信息”一頁的內(nèi)容將在基金委網(wǎng)站、或以其他適當(dāng)形式向社會公開，凡涉及國家科學(xué)技術(shù)保密范圍和知識產(chǎn)權(quán)問題的內(nèi)容不得寫入，項目依托單位須認(rèn)真核查。必須寫入摘要中的保密內(nèi)容應(yīng)特殊聲明，并說明理由。有關(guān)

聲明和說明以書面形式作為附件隨同紙質(zhì)申請書一并申報，內(nèi)容保密的摘要因申請人未提交聲明而被公開的責(zé)任自負(fù)。

二、報告正文：參照以下提綱撰寫，要求內(nèi)容翔實、清晰，層次分明，標(biāo)題突出。

（一）立項依據(jù)與研究內(nèi)容（4000-8000字）：

1.項目的立項依據(jù)（研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢來論述科學(xué)意義；或結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄）

2.項目的研究內(nèi)容、研究目標(biāo),以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。（此部分為重點闡述內(nèi)容）

3.擬采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實驗手段、關(guān)鍵技術(shù)等說明）

4.本項目的特色與創(chuàng)新之處。

5.研究計劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學(xué)術(shù)交流活動、國際合作與交流計劃等）

（二）研究基礎(chǔ)與工作條件

1、工作基礎(chǔ)（與本項目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績）

2、工作條件（包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑，包括利用國家實驗室、國家重點實驗室和部門開放實驗室等研究基地的計劃與落實情況）

3、申請人簡介（包括申請人的學(xué)歷和研究工作簡歷，近期已發(fā)表與本項目有關(guān)的主要論著目錄和獲得學(xué)術(shù)獎勵情況。論著目錄要求詳細(xì)列出所有作者、論著題目、期刊名或出版社名、年、卷（期）、起止頁碼等；獎勵情況也須詳細(xì)列出全部受獎人員、獎勵名稱等級、授獎年等）

4、承擔(dān)科研項目情況（申請人正在承擔(dān)或參加科研項目的情況，包括自然科學(xué)基金的項目。要注明項目的名稱和編號、經(jīng)費來源、起止年月、與本項目的關(guān)系及負(fù)責(zé)的內(nèi)容等）

5、完成自然科學(xué)基金項目情況（對申請人負(fù)責(zé)的前一個已結(jié)題科學(xué)基金項目（項目名稱及批準(zhǔn)號）完成情況、后續(xù)研究進(jìn)展及與本申請項目的關(guān)系加以詳細(xì)說明。另附該已結(jié)題項目研究工作總結(jié)摘要（限500字）和相關(guān)成果的詳細(xì)目錄）

（三）經(jīng)費申請說明（要求購置5萬元以上固定資產(chǎn)及設(shè)備等，須逐項說明與項目研究的直接相關(guān)性及必要性）

三、其他附件清單（附件材料復(fù)印后隨紙質(zhì)《申請書》一并提交）隨紙質(zhì)申請書一同報送的附件清單，如：不具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)、同時也不具有博士學(xué)位的申請人應(yīng)提供的推薦信；在職研究生申請項目的導(dǎo)師同意函等。在導(dǎo)師的同意函中，需要說明申請項目與學(xué)位論文的關(guān)系，承擔(dān)項目后的工作時間和條件保證等。

第五篇：2014年青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

青年科學(xué)基金項目申請書撰寫提綱

青年科學(xué)基金項目申請書由信息表格、報告正文和附件三部分構(gòu)成。

一、信息表格

包括基本信息、項目組主要參與者和經(jīng)費申請表。須按操作提示在指定的位置選擇或按要求輸入正確信息；經(jīng)費申請表須按照《國家自然科學(xué)基金項目資助經(jīng)費管理辦法》認(rèn)真填寫，應(yīng)保證信息真實、準(zhǔn)確。

二、報告正文：參照以下提綱撰寫，要求內(nèi)容翔實、清晰，層次分明，標(biāo)題突出。

1.申請人簡歷

按以下格式填寫：

姓名

所在單位及職稱

格式：機構(gòu)名，院系，職稱

例如：北京大學(xué)，醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系，教授

受教育經(jīng)歷（從大學(xué)本科開始，按時間倒排序）

格式：開始年月-結(jié)束年月，機構(gòu)名，院系，學(xué)歷

例如：1991/09 – 1995/06，北京大學(xué)，醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系，博士

研究工作經(jīng)歷（按時間倒排序）

格式：開始年月-結(jié)束年月，大學(xué)，院系，職稱

例如：1991/09 – 1995/06，北京大學(xué)，醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系，教授

2.立項依據(jù)與研究內(nèi)容

（1）項目的立項依據(jù)。（研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢來論述科學(xué)意義；或結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄）

（2）項目的研究內(nèi)容、研究目標(biāo),以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。（此部分為重點闡述內(nèi)容）

（3）擬采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實驗手段、關(guān)鍵技術(shù)等說明）

（4）本項目的特色與創(chuàng)新之處。

（5）研究計劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學(xué)術(shù)交流活動、國際合作與交流計劃等）

3.研究基礎(chǔ)與工作條件

（1）工作基礎(chǔ)（與本項目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績）

（2）工作條件（包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑，包括利用國家實驗室、國家重點實驗室和部門開放實驗室等研究基地的計劃與落實情況）

（3）承擔(dān)科研項目情況（申請人正在承擔(dān)或參加科研項目的情況，包括自然科學(xué)基金的項目。要注明項目的名稱和編號、經(jīng)費來源、起止年月、與本項目的關(guān)系及負(fù)責(zé)的內(nèi)容等）

（4）完成自然科學(xué)基金項目情況（對申請人負(fù)責(zé)的前一個已結(jié)題科學(xué)基金項目（項目名稱及批準(zhǔn)號）完成情況、后續(xù)研究進(jìn)展及與本申請項目的關(guān)系加以詳細(xì)說明。另附該已結(jié)題項目研究工作總結(jié)摘要（限500字）和相關(guān)成果的詳細(xì)目錄）

4.研究成果

主要論著（近3年來已發(fā)表的與本項目有關(guān)的主要論著目錄和獲得學(xué)術(shù)獎勵情況，按以下格式填寫）

1、期刊論文： 所有作者（通訊作者以“*”標(biāo)出），論文標(biāo)題，期刊名稱，卷(期), pp起始頁碼，發(fā)表年份

例：鄭丹、中國癌癥地圖解析, 決策與信息，第2卷，第3期, 120-125頁，20102、會議論文：所有作者（通訊作者以“*”標(biāo)出），論文標(biāo)題，會議名稱，會議時間，pp起始頁碼，會議地址，發(fā)表年份，說明

例：鄭丹, 中國癌癥地圖析, 決策與信息國際會議論文集, 120-125頁，北京，2010.04.12-15，大會報告

3、專著：所有作者，專著名稱（章節(jié)標(biāo)題），出版社, 總字?jǐn)?shù)，出版年份

例：鄭丹，中國癌癥地圖解析, 科技出版社.128萬字，20104、獎勵：所有獲獎人，獲獎項目名稱，獎勵機構(gòu)，獎勵類別，獎勵等級，頒獎年份

例：鄭丹，中國癌癥地圖，國家科技部，國家科技進(jìn)步獎，二等獎，20105、專利：發(fā)明人，專利名稱，授權(quán)時間，授權(quán)國別，專利號 例：鄭丹.中國癌癥地圖，2010.9，中國，ddddddddddddd

5.經(jīng)費申請說明

購置單項經(jīng)費5萬元以上固定資產(chǎn)及設(shè)備等，須逐項說明與項目研究的直接相關(guān)性及必要性。

6.其他需要說明的問題

三、附件

1．提供5篇以內(nèi)代表性論著首頁掃描文件；

2．如曾獲科技獎勵，提供國家級科技獎勵（國家自然科學(xué)獎、國家發(fā)明獎、國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎）、省部級獎勵（二等以上）和國際學(xué)術(shù)性獎勵證書掃描文件；

3．如獲專利或其他公認(rèn)突出的創(chuàng)造性成果或成績，應(yīng)提供證明材料的掃描文件；

4．在國際學(xué)術(shù)會議上作大會報告、特邀報告，應(yīng)提供邀請信或通知的掃描文件；

5．在職攻讀研究生學(xué)位的申請人的導(dǎo)師同意函、在站博士后申請人的依托單位承諾函、中級以下職稱申請人的推薦函的掃描文件。

特別提示：上述附件第5項還需提供紙質(zhì)原件，隨紙質(zhì)《申請書》一同報送。