基于電流信號的風(fēng)電變流器開路故障診斷方法研究.pdf

1、目前，隨著世界許多國家大規(guī)模制定和實施發(fā)展風(fēng)電計劃使得投產(chǎn)風(fēng)電機組不斷增加，系統(tǒng)故障類型和部位的確定以及后續(xù)維護檢修成為風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性研究的重點。在已有的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)因其簡單、穩(wěn)健、以及較低的建造和維修成本等特點，應(yīng)用較為廣泛。
　　由于現(xiàn)實生產(chǎn)中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的地理位置都比較特殊，且風(fēng)電系統(tǒng)是一個巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，其中任何一個零部件的異?；蛭⑿」收系陌l(fā)生都可能會促使整個系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞甚至直接停機，而系統(tǒng)中

2、變流器裝置作為整個機組的核心功能部件，因穩(wěn)定性和所處工作環(huán)境較差等原因，導(dǎo)致整個系統(tǒng)運行正常的與否直接和變流器裝置本身相聯(lián)系。所以，展開對風(fēng)電變流器的故障診斷及檢測研究工作具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　論文通過對常用直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和工作原理的分析，進一步分析研究了其機側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器在三種不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。并利用Matlab2014b/simulink軟件平臺搭建了直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型來模擬并獲取變流

3、器不同故障狀態(tài)下的機側(cè)三相電流輸出信號，為后面開展變流器開路故障診斷工作奠定基礎(chǔ)。
　　通過對變流器常見開路故障主要類型及其對整個風(fēng)電系統(tǒng)影響的分析，比較不同開路故障狀態(tài)下機側(cè)三相電流波形的變化。文中描述了變分模態(tài)分解基本理論，并對變分問題的構(gòu)建和求解進行了簡單的介紹。選擇機側(cè)變流器的三相輸出電流信號作為研究變量，提出了一種通過使用變分模態(tài)分解方法對其進行分解并提取有效特征的方法。對分解后的IMF分量計算其峰度和均值作為特征值，并

4、構(gòu)成特征向量，同時，仿真結(jié)果可以看出該特征向量對于不同開路故障具有良好的狀態(tài)可分性，對變流器的故障具有良好的診斷識別作用。
　　研究了將支持向量機用于風(fēng)電變流器的開路故障類型識別。采用交叉驗證法對選定的 SVM分類器進行參數(shù)尋優(yōu)；選定樣本訓(xùn)練集和測試集，并對樣本特征值進行歸一化處理后訓(xùn)練SVM模型；使用測試集樣本對SVM進行檢驗并得出不同故障類型數(shù)據(jù)分類結(jié)果，該結(jié)果驗證了基于變分模態(tài)分解的特征提取和支持向量機故障分類相結(jié)合的方法在