風(fēng)力發(fā)電逆變器的故障診斷與預(yù)測研究.pdf

1、本研究課題來源于“風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器智能故障診斷方法研究”國家自然科學(xué)基金項目（編號61364010）。功率變換器作為風(fēng)電系統(tǒng)跟電網(wǎng)的接口，承擔(dān)著核心電能地轉(zhuǎn)換與控制作用，是分布式智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)的主要核心部件，同時是系統(tǒng)中極易產(chǎn)生故障的薄弱環(huán)節(jié)。逆變器直接決定了系統(tǒng)能否向電網(wǎng)或負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)的電能。因此，逆變器的故障診斷與預(yù)測技術(shù)已成為了一個亟待解決的難題。
　　本文針對風(fēng)電系統(tǒng)中的常用的三電平逆變器進(jìn)行研究討論，以運(yùn)用較多的

2、二極管鉗位式三電平逆變器作為研究對象，探究功率開關(guān)器件在開路故障下的各類情形。
　　并網(wǎng)三電平逆變器中的關(guān)鍵核心器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT），IGBT的失效引起的設(shè)備故障將帶來巨大的人力、物力損失。本文針對IGBT的若干失效問題，通過對IGBT的結(jié)構(gòu)、工作原理及特性的深入學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，分析與探究了IGBT的失效機(jī)理與失效模式。
　　首先，利用小波變換和SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)合的方式對三電平逆變電路展開故障定位，再利用改進(jìn)教與學(xué)

3、優(yōu)化的最小二乘支持向量機(jī)LS-SVM的故障預(yù)測模型對其進(jìn)行故障預(yù)測。由于三電平逆變電路的故障信號特征是突變的非線性信號，因此采用小波包變換方式得到其故障信號的各頻帶能量值當(dāng)作相應(yīng)的故障特征向量，然后通過SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對其故障模式進(jìn)行定位識別。
　　最后，針對集成化與智能化程度較高的三電平逆變器中各類元器件間存在的復(fù)雜關(guān)聯(lián)性和非線性問題，使得整個系統(tǒng)的故障預(yù)測精度較低，本文采用一種改進(jìn)的教與學(xué)算法優(yōu)化LS-SVM的故障預(yù)測方式，該算