双馈风力发电系统双PWM变流器的开路故障诊断.docx

通讯作者：段其昌（1953—），男，博士，教授，从事风力发电技术与智能系统的研究，[e-mail]双馈风力发电系统双PWM变流器的开路故障诊断段其昌1，荣先亮1，张莉2，段盼3（1.重庆大学自动化学院,重庆400044；2.利兹大学电子电力工程学院，利兹LS29JT；3.重庆大学电气工程学院，重庆400044)摘要：首先分析了开路故障对双馈感应发电机的电流和其他变量的影响，提出了一种基于电流信号平均值的开路故障的诊断方法，并通过非均匀采样方式采样电流信号，这种方法可用于诊断单个功率开关开路和两个功率开关同时开路的情况，针对诊断系统容易在同步速时发生误报的情况，可以通过在同步速时禁止诊断系统得到解决，并且这种方法不会引起漏报，仿真结果表明，该方法不仅能有效防止误报，还可准确地诊断出开路故障的位置和类型。关键字：风能；双馈风力发电机；双PWM变流器；开路故障诊断中图分类号：TM315文献标识码：AOpencircuitFaultsDiagnosisofDouble-PWMConverterforDoubly-fedWindPowerGenerationSystemDUANQi-chang1，RONGXian-liang1,ZhangLi2,DuanPan3(1.TheSchoolofAutomation，ChongqingUniversity,Chongqing400044,China;2.TheSchoolofElectronicandElectricalEngineering,LeedsUniversity,LeedsLS29JT,UK;3.TheSchoolofElectricalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:Open-curcuitfaultsofinsulated-gatebipolartransistor(IGBT)anditseffectoncurrentandothervariablesofdoubly-fedinductiongenerator(DFIG)areanalyzedatfirst.Anopenfaultdiagnosismethodisintroducedthroughinvestigatingthefeaturesofcurrentsignals.Thecurrentsignalsissampledbynon-uniformsampling.Themethodcanbeappliedtotheopencircuitfaultdiagnosisofoneortwopowerswitches.Inordertoavoidfalsealarmatsychronousspeed,thedianosissystemwillbedisabled,andthismethodwillnotresultinleavingrealopencircuitfaultsout.Thesimulationresultsshowthatthismethodcannotonlysuppressfalsealarmsbutalsodetectthelocationsandstylesofopen-curcuitfaultsprecisely.Keywords:windenergy;doubly-fedinductiongenerator;double-PWMconverter;open-curcuitfaultdiagnosis1引言在双馈风力发电系统中，双PWM变流器是最容易发生故障的环节之一[1]，功率开关的短路故障和开路故障是其中比较典型的两种，针对短路故障诊断的研究，目前已非常深入，并且已经有一些标准的保护功能，对于开路故障诊断的研究，目前也取得了一些基础性成果，其中，文献[2]利用电机电流PARK向量的平均值来诊断开路故障，在文献[3]中控制偏差法被用于诊断系统的开路故障，文献[4]提出利用线电流的直流分量来分析开路故障，此外，文章还通过DFT计算出线电流的一阶谐波系数，以获得不依赖实际负载的诊断变量，文献[5-6]对上述方法进行了分析和对比