[发明专利]用于逆变器主电路工作状态诊断的方法

说明书

技术领域

本发明属于电路检测技术领域，具体涉及一种用于逆变器主电路工作状态诊断的方法。

背景技术

风力发电是目前可再生能源各种技术中发展最快、技术最为成熟、最具大规模开发和商业化前景的产业，是最有可能成为主流电源的可再生能源技术之一，因此，在全球范围内，风力发电技术发展非常迅速，并且全球风力发电机组制造出现新的发展趋势。

首先，风电机组单机容量持续增大。安装大容量机组能够降低风电场运行维护成本，降低整个风力发电成本，从而提高风电的市场竞争力。同时，随着现代风电技术的日趋成熟，风力发电机组技术朝着提高单机容量，减轻单位kW重量，提高转换效率的方向发展。例如，在上世纪90年代，600kW风机占据风机市场的主流。到2011，新装机的风电场，基本上以MW级以上的风机为主。2000年新装单机容量平均为800kW，2002年平均单机容量达到1400kW，2004年增大到1715kW。在2005年，MW级以上单机装机容量约占当年整个装机容量的75％，其中包括2MW级和3MW级的机组。2014年9月，在德国安装了当时为世界上最大单机容量的风电机组，这就是由德国Repower公司生产的10MW风电机组。其叶轮直径124m，安装在高度为120m的塔架上，额定风速为13m/s。预计到2016年，还将开发出12MW的风电机组。

其次，变桨距功率可调节型机组发展迅速。由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全、高效等优点，近年来在风电机组特别是大型风电机组上得到了广泛应用。大多数风电机组开发制造厂商，包括传统失速型风电机组制造厂商，都开发制造了变桨距风电机组。在德国2004年上半年所安装的风电机组中，就有91.2％的风电机组采用的是变桨距调节方式。2MW以上的风电机组大多采用三个独立的电控调桨机构,通过三组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。

此外，变速恒频技术得到快速推广。随着风电技术以及电力电子技术的进步，大多风电机组开发制造厂商开始使用变速恒频技术，并结合变桨距技术的应用，开发出了变桨变速风电机组，并在市场上快速推广和应用。2004年和2005年，全球所安装的风电机组中，有92％的风电机组采用了变速恒频技术，而且这个比例还在逐渐提高。

我国与国外先进水平的差距集中表现在大功率风电机组制造技术方面。大功率机组研制面临的主要困难是自然界风速风向变化的极端复杂性，机组要在不规律的交变和冲击载荷下能够正常运行20年。此外，由于风的能量密度低，要求机组必须增大风轮直径捕获能量。当前最大的机组风轮直径和塔架高度都超过110m，机舱重量超过400t，对材料和结构的要求越来越高。上述方面决定了大功率风电机组制造技术不是一朝一夕就能够达到，必须经过长期艰苦的努力。

发明内容

针对上述现有技术中描述的不足，本发明的目的是提供一种根据逆变器效率最优和IGBT功率器件的利用率最优来优化逆变器主电路，逆变器主电路的损耗小，效率高，利用遗传算法的用于逆变器主电路工作状态诊断的方法。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于逆变器主电路工作状态诊断的方法，步骤如下：S1，基于遗传算法建立逆变器效率的目标函数；

S2，为求取目标函数的最大值，构造最小值算的函数；

S3，建立IGBT功率器件利用率的目标函数；

S4，构造功率器件的约束函数；

S5、根据步骤S4构造的约束函数对步骤S2和步骤S3进行求解；

S6、根据步骤S5的结果对逆变器主电路进行分析，从而得到改进方法。

在步骤S1中，构造的目标函数如下：

η=PoutPout+Ploss]]>