[發明專利]一種風電變流器IGBT器件開路故障綜合診斷方法

在審

• 申請號: 202011481638.3
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112630596A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 李輝;楊甜;譚宏濤;周芷汀;謝翔杰;姚然;賴偉;周柏靈;何蓓
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/54
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種風電變流器IGBT器件開路故障綜合診斷方法，其特征在于：該方法包含如下步驟：

S1：基于雙饋風電機側變流器等效電路，推導直流母線電壓動態數學模型，理論分析機側變流器IGBT開路故障對直流母線電壓的影響；

S2：根據機側變流器IGBT開路故障前后直流母線電壓的分布特性，實現基于累積和算法的故障直流母線電壓在線診斷；

S3：計算變流器輸出電流歸一化平均值與絕對平均值，利用輸出電流均值與絕對均值的比值與其歸一化平均值共同構建故障識別特征量，分析不同開路故障類型的輸出電流歸一化絕對平均值特性設計故障識別閾值；

S4：基于故障識別特征量與其閾值的比較，建立雙饋風電機側變流器IGBT開路故障定位的決策函數。

2.根據權利要求1所述的一種風電變流器IGBT器件開路故障綜合診斷方法，其特征在于：在所述S1中，直流母線電壓動態數學模型為：

R_eq＝C_dc//R_g

式中U_dc、C_dc分別為直流母線電壓與電容，R_g為網側變流器等效電阻，R_eq為直流母線電容與網側變流器等效電阻的等效并聯負載，i_rm、s_rm分別為機側變流器各相輸出電流與橋臂開關函數，I_r、ω_r、θ_r0分別為轉子輸出電流幅值、角速度與初始相位角，m_r為PWM調制比，m_r1，m＝a,b,c。

3.根據權利要求1所述的一種風電變流器IGBT器件開路故障綜合診斷方法，其特征在于：在所述S2中，累積和算法的核心思想為：

式中L_(x)為變量x的對數似然比，p_(x)為變量x的概率密度函數，μ，σ分別為變量x的均值與偏差，R(x)為變量x的似然比值，Δs_d(k)表示變量x第k(k≥1)次采樣的偏差累積和，且有Δs_d(0)＝0，H為偏差累積和閾值。

4.根據權利要求1所述的一種風電變流器IGBT器件開路故障綜合診斷方法，其特征在于：在所述S3中，故障識別特征量構建方程為：

||i_s||＝I_r

式中D_rm為所構建的故障識別特征量，分別為機側變流器輸出電流均值、絕對均值、歸一化均值與絕對歸一化均值；其中，N表示RSC相電流單周期內的采樣數，j表示采樣時刻；ζ_rm為輸出電流均值與絕對均值的比值，i_s、||i_s||、θ_r分別表示合成電流矢量及其幅值與相位角，θ_rm0、i_rmN分別為RSC各相初始相位角與歸一化電流值。

5.根據權利要求1所述的一種風電變流器IGBT器件開路故障綜合診斷方法，其特征在于：在所述S4中，故障識別閾值設計在于：

式中T_rm為故障識別自適應閾值，ε為偏移常量。

6.根據權利要求1所述的一種風電變流器IGBT器件開路故障綜合診斷方法，其特征在于：在所述S4中，故障定位決策函數為：

式中，λ_rm為機側變流器IGBT開路故障定位標識值。