[发明专利]双馈风电机组关键传感器故障的判断方法

摘要

本发明提供了一种双馈风电机组关键传感器故障的判断方法。该方法采用观测器模型、故障检测单元和扰动过滤单元，实现对关键传感器故障的有效判断。从双馈发电机电磁暂态模型出发，构建了定、转子电流和定子电压的观测器模型；通过分析传感器可能的软、硬故障类型，利用自适应阈值的方法构建了故障检测单元；当故障残差大于自适应阈值时，通过计时单元的设计构建了扰动过滤单元；完成了基于自适应阈值的传感器故障判断模型的设计。该方法利用构造相应观测器的算法来实现，提高了观测器算法对故障判断的适应性和准确性；采用自适应阈值和扰动过滤单元相结合的方法，减少了传感器故障的误报率，提高了故障判断的鲁棒性。

主权项

1.一种双馈风电机组关键传感器故障的判断方法，其特征在于有以下步骤：(1)通过双馈发电机定、转子绕组上的定子电压传感器测得定子电压信号U_{abc_s}，定、转子电流传感器测得定子电流信号I_{abc_s}和转子电流信号I_{abc_r}，发电机轴上的转速传感器测得转子的转速信号ω_r，检测转子侧变频器PWM发生器的转子电压控制信号U_{abc_r}；(2)将定子电压信号U_{abc_s}和转子电压信号U_{abc_r}变换到同步旋转坐标系下，获得同步旋转坐标系下的定子电压信号U_{dq_s}和转子电压信号U_{dq_r}，将定子电流信号I_{abc_s}和转子电流信号I_{abc_r}变换到同步旋转坐标系下，获得同步旋转坐标系下的定子电流信号I_{dq_s}和转子电流信号I_{dq_r}；(3)通过双馈发电机的电压方程，用定、转子电压信号U_{dq_s}、U_{dq_r}和转速信号ω_r构造定、转子电流和的观测器模型，以及用定、转子电流测量信号I_{dq_s}、I_{dq_r}和转速信号ω_r构造定子电压的观测器模型，建立定、转子电流和定子电压的空间状态方程；(4)将同步坐标轴系下的定子电压观测信号和定、转子电流观测信号逆变换到静止坐标轴系下的和(5)将定、转电流和定子电压的各相传感器测量值与观测器对应的观测值进行比较，得到每相传感器的故障残差值；(6)利用观测器的实时观测值，取相应的比例值得到各相传感器故障判断环节的自适应阈值，根据软、硬故障的不同，分别得到不同故障的自适应阈值。(7)比较各相传感器的故障残差与其自适应阈值，当故障残差小于软故障自适应阈值时，传感器正常工作；当故障残差大于软故障阈值且小于硬故障阈值时，软故障扰动过滤单元启动；当故障残差大于硬故障阈值时，硬故障扰动过滤单元启动。