雙饋風電機組變流器故障診斷研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源危機的日益凸顯，風能作為一種清潔無污染的新能源，越來越受到人們的關注。但由于風電機組運行環(huán)境大多比較惡劣，再加上電子器件的脆弱性，使的變流器成為了風電機組中最脆弱和故障率最高的部件。變流器功率管一旦發(fā)生故障，最終會導致風電機組的損壞或停機，破壞系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。因此，研究風電機組變流器的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術，對提高風系統(tǒng)的可靠性和可用性具有非常重要的意義。
　　本文首先介紹雙饋式風力發(fā)電系統(tǒng)的拓撲結構，并對

2、雙饋式發(fā)電機和PWM變流器的數(shù)學模型進行了詳細的推導，在此基礎上，采用一種常用的風力發(fā)電系統(tǒng)控制策略，建立了雙饋風電機組的仿真系統(tǒng)模型。其次，基于變流器的拓撲結構，對其發(fā)生開路故障時的運行機理進行了理論分析，結合Matlab/Simulink環(huán)境下的仿真結果，總結出變流器發(fā)生故障前后系統(tǒng)各變量的運行特性。然后，根據(jù)雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學模型，提出了基于雙線性觀測器的變流器開路故障診斷方法。該方法從雙饋感應發(fā)電機和變流器的數(shù)學模型出發(fā)，根

3、據(jù)模型的非線性特點，推導雙饋風電機組變流系統(tǒng)的雙線性模型，并構造出變流系統(tǒng)的雙線性電流觀測器。通過電流觀測器得到變流器的電流殘差信息，據(jù)此對變流器進行故障檢測，并利用電流平均值實現(xiàn)功率管的故障定位。
　　在變流器故障運行特性分析的基礎上，結合基于模型的故障診斷方法中應用的自適應閾值，本文最終提出一種基于電流矢量的雙饋風電機組變流器開路故障診斷方法。該方法首先求取了變流器的基于電流矢量模值的歸一化相電流平均值和基于絕對平均值的歸一化