风冷双馈428型变流器的调试与分析(附件)【字数：6974】
当前全世界风电行业已经得到极大发展，其中的海上风电场规模业越来越大，此时需要更加可靠的风力发电技术为其发展提供助力。故障判断的难度也在持续增加，而故障判定的精准性与实时性，故障方案的精准性分析也将会变得十分困难，此时仍在确定变流器多管开路问题，以双馈变流器信号检测系统为研究对象，不论是对故障诊断手段的研究，还是对控制举措的研究都十分重要。因此本文针对双馈变流器检测系统故障进行研究，分析双馈变流器检测系统故障的诊断，并提出相应的故障控制策略，为双馈变流器检测系统的稳定运行提供支持。
引言 1
一、双馈变流器的研究概述 1
（一）双馈风力发电机简介 1
（二）双馈变流器简介 2
二、双馈变流器的安全测试 3
（一）耐压仪的简介 3
（二）安全测试 4
三、双馈变流器检测系统故障诊断 4
（一）转子侧故障 4
（二）支持向量机 5
四、双馈变流器检测系统故障的控制策略 6
（一）检测系统的结构原理 6
（二）系统故障的所对应的策略 7
总结 9
致谢 10
参考文献 11
引言
现如今，由于世界经济的持续进步与人口数量的不断上升，对能源的需求也在相应地提升；此外因为应用石油等能源使得许多污染情况出现，例如雾霾污染等等，这对我们的生命健康将极为不利。考虑到这种状况，笔者认为在世界经济的后续发展中能源问题将变为一个十分有影响力的问题，世界大部分国家均在为开发新能源而想办法。
在我国，新能源与可再生能源指的是核能以及风能等诸多能源，在使用的这些能源里，发展最为成熟的可再生能源技术非风力发电莫属，这一技术也被称为绿色电力。因为这一技术的持续进步与风电开支的减少，对比煤电、天然气等能源拥有更大的应用前景。日本核泄漏事故使我们开始对核安全进行思考，让人类渴望开发出稳定、绿色、符合生态发展的风电技术。全球不同国家都反映出了对可再生能源的极大兴趣，并且制定了相关方针来促进风电技术的发展。据悉，2013年，全国风电总计并网规模超过了七千七百万千瓦，与2012年相比增幅超过了20%。另外由于弃风现象的好转，风电行业的发展变得更为顺利， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
无论是进行新能源的开发还是做好环保工作，风电行业在其中都能够起到极大作用。
目前国内外对变流器的分析重点聚焦于变流器的控制方法与详细的故障处理方式上, 而分析变流器的结构、代码问题等领域则还位于刚开始的时期。本文的重点是就双馈变流器中信号检测系统，分析它的故障问题，同时寻找合适手段来做好容错控制工作。海上风电场存在双馈机组，该机组拥有信号检测系统，如果在恶劣环境里运作的时间过长，那么这一系统势必会存在各种问题，让整个机组的操作安全性有所下滑。在电流信号检测系统存在问题时，不论是转矩还是输出功率都会出现变化，若是产生严重事故那么造成的危害将是极其巨大的。因此对双馈变流器检测系统故障的确定方式与故障后的控制方案进行分析拥有巨大的现实价值。
一、双馈变流器的研究概述
（一）双馈风力发电机简介
双馈异步风力发电机 (英文简称为DFIG) 的构成部件有两个，这两个部件首先是冷却机制；其次是电机。其中电机主要由三类部件构成，一是轴承；二是转子；三是定子。在电网连接形式上，转子以及定子并不一样，其中定子会直接和电网进行连接，而转子则是以变流器进行相接。为了和两方面并网状况相符，这两方面一是风力发电机；二是用电负荷，机组必须在各类转速下令运行频率足够稳定，此时为了达到这一目的，通过自主调节手段，变流器能够对转子电能质量和上述并网运转需要相符。因为电力系统和发电机的连接是柔性连接，所以若是调节励磁电流，就能够调节好发电机输出电压, 让其可以符合需求。
在变速恒频交流励磁双馈风力发电系统里，双馈异步感应电机便是它的发电机，它的结构和另一类电机差不多一样，那就是绕线式异步感应电机，具体结构见图11，其主要构成部件有四个，首先是双向功率变流器；其次是双馈风力发电机；接着是变速箱；最后是风力机。利用两个PWM变换器，双馈电机能够完成励磁操作，这两个变换器一个是DCAC变换器；一个是ACDC变换器。双馈电机和这两个变换器是利用直流环节实现连接的，在励磁操作完成后，不但可以达到恒频变速目的，而且能够做好最大风能追踪控制工作。所以在研究双馈电机控制举措时，其重点便是控制交流励磁变流器。
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图11 双馈风电系统的工作原理图
（二）双馈变流器简介
所谓双馈变流器，作为双向变流器技术，它使用的是三相电压，该技术存在两类技术，首先是快速浮点计算技术；其次是核心控制技术，后者存在一个双DSP数字控制器，其具体构成见图12。通过对定子磁场定向矢量控制方案的使用，发电机转子侧变流器既能够令系统可以在多类风速中运行，而且能够对两方面性能进行协调，这两方面一是无功功率；二是去耦输出。不但能够对直流侧电压幅值进行确保，还能够对网络无功功率进行充分协调。
/
图12 双馈变流器的实物图
电网电压不平衡条件下，在双馈风电机组汇总，基于以往矢量控制，来设计当前在矢量方面的控制举措，具体而言，是对电磁量展开正序以及负序分解操作，同时利用两类工具来控制正负序电流，从而来达到控制目的，这两类工具首先是PI电流控制器，该控制器情况见图13；其次是双dq（d:直径，p螺距）旋转坐标系。以此为思路，制定了专门的双馈机组控制方案，该方案是应用于电网不平衡这一条件中的，通过此控制方案，即使电压并不稳定，也能够稳定运行双馈风电机组。然而此方案中，首先由于对电流展开正负序分离操作，不但会花费很长时间，而且需要进行大量运算，其次当对转子电流展开正负序分解操作时，也很容易失去控制，从而出现过电流，此时系统便会受到不利影响；最后当施行此方案时，若是正负序电流控制器存在的PI （比例，积分）数匹配上存在问题，那么控制效果也会出现问题。为了对控制方案里容易出现的问题进行解决，于是出现了新的控制方案，这些控制方案的基础是谐振控制器，具体而言，主要有两类控制方案，第一类控制方案的基础是PR控制器；第二类控制方案的基础是PIR控制器，上述控制方案都存在统一优点，那就是这些控制方案的优它们只需要一个电流控制器，而且并不用展开正负序分离操作，就能够对电流正负序分量进行有效把控，这些控制方案的效果和双同步坐标系方案如出一辙，即使当电网运行为不对称运行时，它也拥有极佳性能。
引言 1
一、双馈变流器的研究概述 1
（一）双馈风力发电机简介 1
（二）双馈变流器简介 2
二、双馈变流器的安全测试 3
（一）耐压仪的简介 3
（二）安全测试 4
三、双馈变流器检测系统故障诊断 4
（一）转子侧故障 4
（二）支持向量机 5
四、双馈变流器检测系统故障的控制策略 6
（一）检测系统的结构原理 6
（二）系统故障的所对应的策略 7
总结 9
致谢 10
参考文献 11
引言
现如今，由于世界经济的持续进步与人口数量的不断上升，对能源的需求也在相应地提升；此外因为应用石油等能源使得许多污染情况出现，例如雾霾污染等等，这对我们的生命健康将极为不利。考虑到这种状况，笔者认为在世界经济的后续发展中能源问题将变为一个十分有影响力的问题，世界大部分国家均在为开发新能源而想办法。
在我国，新能源与可再生能源指的是核能以及风能等诸多能源，在使用的这些能源里，发展最为成熟的可再生能源技术非风力发电莫属，这一技术也被称为绿色电力。因为这一技术的持续进步与风电开支的减少，对比煤电、天然气等能源拥有更大的应用前景。日本核泄漏事故使我们开始对核安全进行思考，让人类渴望开发出稳定、绿色、符合生态发展的风电技术。全球不同国家都反映出了对可再生能源的极大兴趣，并且制定了相关方针来促进风电技术的发展。据悉，2013年，全国风电总计并网规模超过了七千七百万千瓦，与2012年相比增幅超过了20%。另外由于弃风现象的好转，风电行业的发展变得更为顺利， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
无论是进行新能源的开发还是做好环保工作，风电行业在其中都能够起到极大作用。
目前国内外对变流器的分析重点聚焦于变流器的控制方法与详细的故障处理方式上, 而分析变流器的结构、代码问题等领域则还位于刚开始的时期。本文的重点是就双馈变流器中信号检测系统，分析它的故障问题，同时寻找合适手段来做好容错控制工作。海上风电场存在双馈机组，该机组拥有信号检测系统，如果在恶劣环境里运作的时间过长，那么这一系统势必会存在各种问题，让整个机组的操作安全性有所下滑。在电流信号检测系统存在问题时，不论是转矩还是输出功率都会出现变化，若是产生严重事故那么造成的危害将是极其巨大的。因此对双馈变流器检测系统故障的确定方式与故障后的控制方案进行分析拥有巨大的现实价值。
一、双馈变流器的研究概述
（一）双馈风力发电机简介
双馈异步风力发电机 (英文简称为DFIG) 的构成部件有两个，这两个部件首先是冷却机制；其次是电机。其中电机主要由三类部件构成，一是轴承；二是转子；三是定子。在电网连接形式上，转子以及定子并不一样，其中定子会直接和电网进行连接，而转子则是以变流器进行相接。为了和两方面并网状况相符，这两方面一是风力发电机；二是用电负荷，机组必须在各类转速下令运行频率足够稳定，此时为了达到这一目的，通过自主调节手段，变流器能够对转子电能质量和上述并网运转需要相符。因为电力系统和发电机的连接是柔性连接，所以若是调节励磁电流，就能够调节好发电机输出电压, 让其可以符合需求。
在变速恒频交流励磁双馈风力发电系统里，双馈异步感应电机便是它的发电机，它的结构和另一类电机差不多一样，那就是绕线式异步感应电机，具体结构见图11，其主要构成部件有四个，首先是双向功率变流器；其次是双馈风力发电机；接着是变速箱；最后是风力机。利用两个PWM变换器，双馈电机能够完成励磁操作，这两个变换器一个是DCAC变换器；一个是ACDC变换器。双馈电机和这两个变换器是利用直流环节实现连接的，在励磁操作完成后，不但可以达到恒频变速目的，而且能够做好最大风能追踪控制工作。所以在研究双馈电机控制举措时，其重点便是控制交流励磁变流器。
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图11 双馈风电系统的工作原理图
（二）双馈变流器简介
所谓双馈变流器，作为双向变流器技术，它使用的是三相电压，该技术存在两类技术，首先是快速浮点计算技术；其次是核心控制技术，后者存在一个双DSP数字控制器，其具体构成见图12。通过对定子磁场定向矢量控制方案的使用，发电机转子侧变流器既能够令系统可以在多类风速中运行，而且能够对两方面性能进行协调，这两方面一是无功功率；二是去耦输出。不但能够对直流侧电压幅值进行确保，还能够对网络无功功率进行充分协调。
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图12 双馈变流器的实物图
电网电压不平衡条件下，在双馈风电机组汇总，基于以往矢量控制，来设计当前在矢量方面的控制举措，具体而言，是对电磁量展开正序以及负序分解操作，同时利用两类工具来控制正负序电流，从而来达到控制目的，这两类工具首先是PI电流控制器，该控制器情况见图13；其次是双dq（d:直径，p螺距）旋转坐标系。以此为思路，制定了专门的双馈机组控制方案，该方案是应用于电网不平衡这一条件中的，通过此控制方案，即使电压并不稳定，也能够稳定运行双馈风电机组。然而此方案中，首先由于对电流展开正负序分离操作，不但会花费很长时间，而且需要进行大量运算，其次当对转子电流展开正负序分解操作时，也很容易失去控制，从而出现过电流，此时系统便会受到不利影响；最后当施行此方案时，若是正负序电流控制器存在的PI （比例，积分）数匹配上存在问题，那么控制效果也会出现问题。为了对控制方案里容易出现的问题进行解决，于是出现了新的控制方案，这些控制方案的基础是谐振控制器，具体而言，主要有两类控制方案，第一类控制方案的基础是PR控制器；第二类控制方案的基础是PIR控制器，上述控制方案都存在统一优点，那就是这些控制方案的优它们只需要一个电流控制器，而且并不用展开正负序分离操作，就能够对电流正负序分量进行有效把控，这些控制方案的效果和双同步坐标系方案如出一辙，即使当电网运行为不对称运行时，它也拥有极佳性能。
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