基于電流信號的風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)展風電計劃使得投產風電機組不斷增加，系統(tǒng)故障類型和部位的確定以及后續(xù)維護檢修成為風電系統(tǒng)的可靠性研究的重點。在已有的風力發(fā)電系統(tǒng)中，直驅式風力發(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，應用較為廣泛。
　　由于現實生產中風力發(fā)電系統(tǒng)的地理位置都比較特殊，且風電系統(tǒng)是一個巨大而復雜的系統(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)生嚴重損壞甚至直接停機，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系。所以，展開對風電變流器的故障診斷及檢測研究工作具有非常重要的現實意義。
　　論文通過對常用直驅式永磁風力發(fā)電系統(tǒng)基本結構和工作原理的分析，進一步分析研究了其機側和轉子側變流器在三種不同坐標系下的數學模型。并利用Matlab2014b/simulink軟件平臺搭建了直驅型風力發(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。
　　通過對變流器常見開路故障主要類型及其對整個風電系統(tǒng)影響的分析，比較不同開路故障狀態(tài)下機側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，并對變分問題的構建和求解進行了簡單的介紹。選擇機側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、構成特征向量，同時，仿真結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分類器進行參數尋優(yōu)；選定樣本訓練集和測試集，并對樣本特征值進行歸一化處理后訓練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據分類結果，該結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合的方法在