[发明专利]风电变流器直流母线电容寿命预测方法及系统

权利要求书

1.一种风电变流器直流母线电容寿命预测方法，其特征在于，步骤包括：

S1.采集不同运行工况下被测风电变流器的直流母线电容的纹波电流数据i_c并进行频域分析；

S2.根据所述纹波电流数据在频域分析结果计算得到不同工况下直流母线电容损耗功率P_loss；

S3.根据不同工况下所述直流母线电容损耗功率计算不同功率下的电容温升T_eh；

S4.根据所述不同功率下的电容温升计算不同功率下直流母线电容预估寿命L_e；

S5.获取被测风电变流器在指定时长内的风速、功率变化信息，根据所述风速、功率变化信息以及所述不同功率下的电容温升T_eh计算在变功率工况下的电容温升以及预估寿命；

S6.根据指定时长内得到的所述变功率工况下的预估寿命，得到被测直流母线电容最终的寿命预估结果。

2.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S2中，按照下式计算得到所述直流母线电容损耗功率P_loss：

其中，ESR(f_i)是电容在频率f_i下的等效串联电阻，I_rms(f_i)是电容上纹波电流在频率f_i下的有效值。

3.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，按照下式计算得到所述不同功率下的电容温升T_eh：

T_eh＝T_a+R_a×P_loss

其中，T_a是环境温度，R_a是等效热电阻从热点到环境温度。

4.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S4中，按照下式计算得到所述不同功率下直流母线电容预估寿命L_e：

其中，L₀是额定寿命，V₀是额定电压，V是实际工作电压，p₁是电压系数，p₂是温度系数，T_t是额定温度。

5.根据权利要求1所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

S501.对被测风电变流器在指定时长内的连续变化曲线进行功率的频数统计，得到功率变化工况数据；

S502.根据所述功率变化工况数据以及步骤S03得到的不同功率下的电容温升T_eh计算得到所述变功率工况下的电容温升，根据所述变功率工况下的电容温升以及所述步骤S04得到的不同功率下直流母线电容预估寿命L_e计算得到变功率工况下的预估寿命。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S6包括：对指定时长内得到的所述变功率工况下的预估寿命进行基于曲线拟合，得到韦尔分布的拟合系数，根据所述拟合系数得到在累计模型下被测风电变流器直流母线电容的最终预估寿命值。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的风电变流器直流母线电容寿命预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用直流母线电容端的电流传感器采集所述纹波电流数据i_c，并对所述纹波电流数据i_c进行FFT变换，得到在不同频率下的电流幅值。