直驅(qū)型風力發(fā)電機組變流器系統(tǒng)可靠性研究.pdf

1、風電機組可靠性是影響風力發(fā)電快速發(fā)展的關(guān)鍵問題，直驅(qū)型風力發(fā)電機組減少了齒輪箱所需要的復雜維護和較長的停機維修時間，但是直驅(qū)型機組功率變流器系統(tǒng)是故障率最高的子系統(tǒng)，因此直驅(qū)型交流器系統(tǒng)的可靠性成為了現(xiàn)階段研究的熱點。論文針對直驅(qū)型風力發(fā)電機組機側(cè)變流器系統(tǒng)的可靠性進行了從系統(tǒng)可靠性到動態(tài)故障診斷算法的研究，主要工作如下:
　　首先，運用reliasoft軟件和風電機組可靠性數(shù)據(jù)對整機系統(tǒng)進行可靠性建模和預(yù)測，分析了兩種不同機型的

2、可靠度以及各子系統(tǒng)對可靠性的影響程度;重點量化分析了兩種不同的容錯變流器拓撲結(jié)構(gòu)的靜態(tài)可靠性。結(jié)果表明可靠性建模有助于對不同風電機組的壽命進行評估，是風電機組可靠性中心維護策略的重要基礎(chǔ);從一個新的角度量化分析變流器容錯系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)的可靠性，對優(yōu)化變流器拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計有一定的指導意義。其次，在Matlab/Simulink系統(tǒng)中建立直驅(qū)型永磁同步風力發(fā)電機機側(cè)仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)采用最優(yōu)葉尖速比作為最大功率跟蹤控制(MPPT)策略實現(xiàn)風機最大

3、功率捕獲;運用定磁鏈控制方法實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速同步于風力機最優(yōu)參考轉(zhuǎn)速，完成直驅(qū)型機組變流器系統(tǒng)仿真平臺的建模。在此基礎(chǔ)上，通過采用Park電流軌跡法提取了不同開關(guān)管的開路故障軌跡特征，用于診斷單管和兩管的開路故障。針對風速具有波動和高噪音等特性，提出一種基于風速的Park電流幅值歸一法的診斷算法，結(jié)合電流軌跡法實現(xiàn)了變風速直驅(qū)風電系統(tǒng)的變流器故障診斷。仿真結(jié)果表明該算法在變風速、變工況條件下能有效地對變流器開關(guān)管故障進行診斷，并具有優(yōu)良的魯