[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

摘要

本发明公开了一种双馈异步风力发电机转子绕组不平衡故障诊断方法，该方法以定子瞬时功率信号为研究对象，首先通过PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件模拟转子绕组的不平衡故障；接着基于仿真软件对定子侧模拟故障得到的电压电流数据进行处理得到定子侧瞬时功率，进行处理后找出故障特征量；最后对双馈异步风机发生转子绕组不平衡故障前后的转子电流和定子瞬时功率进行处理后得到相应频谱图，观察二者对应故障特征频率幅值的变化大小，分析比较故障诊断的灵敏度。结果表明基于定子瞬时功率的故障特征频率2sf1在诊断双馈异步风机转子绕组不平衡故障时的灵敏度更高，更适合作为诊断双馈风机转子绕组初期不平衡故障的依据。

主权项

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。