風(fēng)電變流器監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與故障診斷研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源,在世界各國都已得到了較廣泛的利用。風(fēng)能的開發(fā)利用在高速發(fā)展,但風(fēng)電機(jī)組的故障率也越來越大,影響了風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性,因此風(fēng)電機(jī)組的故障診斷技術(shù)急需完善。變流器作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換的主要部件,相對穩(wěn)定性較差,其運(yùn)行狀態(tài)更應(yīng)加以關(guān)注,因而其監(jiān)測平臺(tái)與故障診斷對保證風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的供電效率與經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義本文結(jié)合3MW風(fēng)電變流器的開發(fā)項(xiàng)目,對變流器的監(jiān)測平臺(tái)和故障診斷開展了研究。首先,總結(jié)了變流器的

2、主要故障類型及每種故障的發(fā)生原因和檢測方法,并分析比較了基于電流和基于電壓的兩種逆變器開路故障診斷方法的優(yōu)缺點(diǎn)。將基本檢測原理與四路并聯(lián)變流器系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)逆變器模型相結(jié)合,探討了功率開關(guān)管的開路、短路及驅(qū)動(dòng)故障行為等。然后,在Simulink平臺(tái)上建立了籠型異步全功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器的仿真模型,進(jìn)行了并聯(lián)型逆變器系統(tǒng)開路故障仿真研究。分析了并聯(lián)型變流器系統(tǒng)波形的特點(diǎn),并仿真驗(yàn)證了并聯(lián)型逆變器系統(tǒng)良好的冗余容錯(cuò)性能。提出一種實(shí)用的并聯(lián)型網(wǎng)

3、側(cè)變流器開路故障診斷方法,該故障診斷設(shè)計(jì)原理簡明,具有較好的實(shí)用性,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)論證了診斷算法的正確性。此外,開發(fā)了基于LabVIEW軟件和PX工總線的風(fēng)電變流器系統(tǒng)監(jiān)測平臺(tái),該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)電變流器運(yùn)行過程中的電流、電壓及溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測,并已成功應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)電變流器的開發(fā)調(diào)試中。它集數(shù)據(jù)采集、波形錄制、信號(hào)分析、故障預(yù)警等功能于一體,能夠準(zhǔn)確地反映變流器暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的狀態(tài)。且系統(tǒng)界面友好,可進(jìn)行相應(yīng)的軟硬件擴(kuò)展,以滿足