基于電流信號(hào)的風(fēng)電變流器開(kāi)路故障診斷方法研究.pdf

1、目前，隨著世界許多國(guó)家大規(guī)模制定和實(shí)施發(fā)展風(fēng)電計(jì)劃使得投產(chǎn)風(fēng)電機(jī)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(hù)檢修成為風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性研究的重點(diǎn)。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(jiǎn)單、穩(wěn)健、以及較低的建造和維修成本等特點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛。
　　由于現(xiàn)實(shí)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(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，其中任何一個(gè)零部件的異?；蛭⑿」收系陌l(fā)生都可能會(huì)促使整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞甚至直接停機(jī)，而系統(tǒng)中

2、變流器裝置作為整個(gè)機(jī)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(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常的與否直接和變流器裝置本身相聯(lián)系。所以，展開(kāi)對(duì)風(fēng)電變流器的故障診斷及檢測(cè)研究工作具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　論文通過(guò)對(duì)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(jìn)一步分析研究了其機(jī)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(tái)搭建了直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型來(lái)模擬并獲取變流

3、器不同故障狀態(tài)下的機(jī)側(cè)三相電流輸出信號(hào)，為后面開(kāi)展變流器開(kāi)路故障診斷工作奠定基礎(chǔ)。
　　通過(guò)對(duì)變流器常見(jiàn)開(kāi)路故障主要類型及其對(duì)整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)影響的分析，比較不同開(kāi)路故障狀態(tài)下機(jī)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(duì)變分問(wèn)題的構(gòu)建和求解進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。選擇機(jī)側(cè)變流器的三相輸出電流信號(hào)作為研究變量，提出了一種通過(guò)使用變分模態(tài)分解方法對(duì)其進(jìn)行分解并提取有效特征的方法。對(duì)分解后的IMF分量計(jì)算其峰度和均值作為特征值，并

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