[发明专利]一种风力发电系统中变流器的一级故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种风力发电系统中变流器的一级故障诊断方法，其步骤为：(1)建立一级故障分类原则；(2)测量变流器正常运行和故障运行下的直流侧输出电压信号，对所得的输出信号进行小波包分析，重构小波包分解系数，提取并计算各频带信号的能量，确定原信号的能量主要集中在哪个频段；(3)对该频段的信号进行小波功率谱分析，确定故障特征频率；(4)分析并对比变流器正常运行和各种故障运行状态下的特征频率和功率谱，得到变流器一级故障诊断结果。本发明利用小波包分析的特点，从能量谱和功率谱的角度简单快速的实现了变流器的故障诊断，是一种能够有效的提高风力发电系统的安全性和有效性的变流器故障诊断方法。

主权项

一种风力发电系统中变流器的一级故障诊断方法，其特征在于，该诊断方法的步骤为：(1)鉴于风力发电系统中的变流器是背靠背式变流器，且能量是可以双向流动的，所以只要研究单一整流器的故障特点就可以表征变流器的故障特点。所以针对整流器装置，根据实际运行的单只和两只功率管故障进行故障分类，建立变流器的IGBT功率管一级故障分类原则。(2)在各种故障状态下，对三相桥式PWM整流电路建模，获得电路所有故障状态下的直流侧输出电压信号。选取合适的小波基函数，对所得的各个输出电压信号进行四层小波包分解，并对小波分解系数重构，提取各个频带范围的信号。(3)计算步骤(2)提取的各个频带范围的信号的能量，根据能量直方图确定原信号的能量主要集中在哪个频段。经过小波包分解并重构后，各个状态下的输出电压信号被分成16个小信号，通过计算信号能量值，发现第四层第一个低频信号包含了几乎全部的能量值，即该频段集中了原信号的所有能量。(4)对直流侧输出的电压信号进行功率谱分析，发现各故障状态下的电压信号功率谱没有明显区别，不能确定故障特征，再对小波重构后的第四层第一个低频信号进行功率谱分析，通过观察和对比所有故障状态下的第四层第一个低频信号的功率谱包络图，可以看出，每个包络谱都存在有特征频率，通过分析各状态下低频信号的包络图，实现变流器的一级故障诊断。