雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器故障診斷研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)的日益凸顯，風(fēng)能作為一種清潔無污染的新能源，越來越受到人們的關(guān)注。但由于風(fēng)電機(jī)組運(yùn)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(fēng)電機(jī)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(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的損壞或停機(jī)，破壞系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。因此，研究風(fēng)電機(jī)組變流器的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，對提高風(fēng)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對

2、雙饋式發(fā)電機(jī)和PWM變流器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上，采用一種常用的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略，建立了雙饋風(fēng)電機(jī)組的仿真系統(tǒng)模型。其次，基于變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對其發(fā)生開路故障時(shí)的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行了理論分析，結(jié)合Matlab/Simulink環(huán)境下的仿真結(jié)果，總結(jié)出變流器發(fā)生故障前后系統(tǒng)各變量的運(yùn)行特性。然后，根據(jù)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(yīng)發(fā)電機(jī)和變流器的數(shù)學(xué)模型出發(fā)，根

3、據(jù)模型的非線性特點(diǎn)，推導(dǎo)雙饋風(fēng)電機(jī)組變流系統(tǒng)的雙線性模型，并構(gòu)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(jìn)行故障檢測，并利用電流平均值實(shí)現(xiàn)功率管的故障定位。
　　在變流器故障運(yùn)行特性分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合基于模型的故障診斷方法中應(yīng)用的自適應(yīng)閾值，本文最終提出一種基于電流矢量的雙饋風(fēng)電機(jī)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