[发明专利]双馈异步风力发电机转子绕组不平衡故障诊断方法

权利要求书

1.一种双馈异步风力发电机转子绕组不平衡故障诊断方法，其特征在于：包括步骤如下：

步骤1：在软件PSCAD的仿真环境中，分别对双馈异步发电机、转子侧变换器、网侧变换器以及控制模块进行建模；拟设置A相为故障研究相，基于PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件在转子绕组的A相串接阻抗来模拟转子绕组不平衡故障；

步骤2：将在步骤1软件中模拟得到正常情况下及故障情况下的定子侧电流矢量、电压矢量，将正常情况下及故障情况下定子侧功率计算公式导入双馈异步发电机仿真模型中，得到正常情况下及故障情况下定子侧的瞬时功率；分别对正常情况下及故障情况下定子侧的瞬时功率进行滤除直流分量处理后，进行FFT变换；寻找转子绕组发生不平衡故障时定子瞬时功率中的谐波分量，提取谐波分量故障前后幅值变化最明显的故障特征频率，作为定子侧瞬时功率诊断转子绕组诊断不平衡故障的故障特征量；分别对正常情况下及故障情况下转子电流滤除直流分量处理后，进行FFT变换；寻找转子绕组发生不平衡故障时转子电流中的谐波分量，提取谐波分量故障前后幅值变化最明显的故障特征频率，作为转子电流诊断转子绕组诊断不平衡故障的故障特征量；该故障特征频率为3sf₁；

步骤3：在仿真平台设置不同转差率，在同一转差率情况下，依据仿真频谱图分析转子电流和定子瞬时功率对应故障特征频率幅值的变化大小，逐渐加重转子绕组不平衡度，记录转子电流和定子瞬时功率对应故障特征频率幅值的定量变化率，定量变化率越高，灵敏度越高，最后，随着不平衡度的加深，比较定子瞬时功率的故障特征频率的幅值变化与转子电流的故障特征频率的幅值变化，将两者间变化更大的故障特征量作为双馈异步风力发电机转子绕组不平衡故障诊断更有效的故障特征量。

2.根据权利要求1所述的双馈异步风力发电机转子绕组不平衡故障诊断方法，其特征在于：所述步骤1包括：

步骤1.1：转子侧变换器和网侧变换器由2个背靠背的电压型PWM变换器构成，转子侧变换器采用SVPWM矢量控制的控制策略；网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制策略，经过坐标变换输出给定电压值与三角波发生器输出比较得到网侧变换器IGBT的控制信号；

步骤1.2：采用绕线式异步电机接背靠背变频器的方式模拟仿真双馈异步风力发电机模型；在异步电机动力输入端口接一个风速的模拟单元模拟风速的变化；将双馈异步电机输出经过变压器接入无穷大电网系统中实现并网运行的模拟；考虑与实验的一致性，基于PSCAD软件仿真在电机定子绕组A相连接阻抗作为故障相来模拟电机转子绕组的三相不对称故障。