[發明專利]直驅式永磁風電變流器開關管單開路故障診斷與定位方法

有效

• 申請號: 202011596698.X
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112557959B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 何怡剛;謝望;曹志煌;謝輝;李兵;佐磊;袁莉芬
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;國網安徽省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54;G01R19/175;H02M7/219;H02H7/20;H02J3/38
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀;趙靜華

1.一種直驅式永磁風電變流器開關管單開路故障診斷與定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：對直驅式永磁風電變流器的機側三相電流做降噪處理，消除機側三相電流中的高頻諧波和采樣過程中存在的細微誤差；

S2：對降噪后的直驅式永磁風電變流器的機側三相電流做幅值持續過零檢測，得到機側三相電流的持續過零標志和持續過零時間區間；對降噪后的直驅式永磁風電變流器的機側三相電流做幅值持續過零檢測的具體步驟如下：

S21：將數字化的機側三相電流每個離散點的幅值i_m和設定的電流過零閾值i_td作比較，若i_m小于i_td，則認為這個離散點是一個符合過零判斷條件的過零點；

S22：計算連續的符合過零判斷條件的過零點個數N_m，如果連續過零點個數N_m大于設定的連續過零點閾值N_th，則認為這是一次電流的連續過零畸變，設置此相電流的持續過零標志η_m為1，并記錄下持續過零時間區間D_m；如果連續過零點個數N_m小于或等于設定的連續過零點閾值N_th，則設置此相電流的持續過零標志η_m為0；

S3：根據機側三相電流的持續過零標志的狀態，將對應相電流的持續過零時間區間向左延拓一個相同長度的區間，得到新的機側三相電流的檢測區間，依次在每相電流的檢測區間中，對其他兩相電流做電流幅值實時變化趨勢計算，得到其他兩相機側電流幅值的實時變化趨勢標志；

具體過程如下：

S31：若某相電流的持續過零標志η_m為1，將該相電流的持續過零時間區間D_m向左延拓一個相同長度的區間，得到新的該相電流的檢測區間D_2m，在該相電流的檢測區間D_2m中計算剩余兩相電流的導數

S32：若剩余兩相電流的導數出現先為負值到正值的跳變，則將此相電流幅值的實時變化趨勢標志μ_k設置為+1，若剩余兩相電流的導數出現先為正值到負值的跳變，則將此相電流幅值的實時變化趨勢標志μ_k設置為-1，若剩余兩相電流的導數一直為正，或者一直為負，或者一直為0，則將此相電流幅值的實時變化趨勢標志μ_k設置為0；

S4：將機側任意一相電流的持續過零標志和剩余兩相的電流幅值實時變化趨勢標志送進故障診斷和定位邏輯模塊中，得到每一相橋臂的開關管故障診斷和定位標志，完成故障診斷和定位；

具體過程如下：

S41：將每一相電流計算出來的持續過零標志η_m和此相電流按照自然相序排列的后面第二相電流的實時變化趨勢標志μ_k相乘，得到η_m對應相橋臂的故障診斷和定位信號F_m；

S42：根據計算出來的η_m對應相橋臂的故障診斷和定位信號F_m，結合故障診斷定位表，進行直驅式永磁風電變流器機側的開關管單開路故障診斷與定位：F_m＝0表示無故障，F_m＝+1表示該相上橋臂開關管開路故障，F_m＝-1表示該相下橋臂開關管開路故障。

2.如權利要求1所述的直驅式永磁風電變流器開關管單開路故障診斷與定位方法，其特征在于：步驟S1中，對直驅式永磁風電變流器的機側三相電流做降噪處理的具體步驟如下：

S11：從直驅式永磁風電變流器的機側控制系統中使用電流數據采集模塊獲取機側三相電流，并將獲取的機側三相電流轉化為離散的數字化信號；

S12：采用低通濾波器濾除離散的數字化信號中的高頻噪聲。

3.如權利要求2所述的直驅式永磁風電變流器開關管單開路故障診斷與定位方法，其特征在于：步驟S12中，所述低通濾波器的截止頻率設置為機側開關管開關頻率的

4.如權利要求1-3之一所述的直驅式永磁風電變流器開關管單開路故障診斷與定位方法，其特征在于：步驟S21中，所述電流過零閾值i_td設置為三相電流幅值的3％。

5.如權利要求1-3之一所述的直驅式永磁風電變流器開關管單開路故障診斷與定位方法，其特征在于：步驟S22中，所述連續過零點閾值N_th設置為一個標準電流周期采樣點總數的5％。