双馈风力发电机转子电流滑模变结构观测器运行研究

传感器故障下,为实现海上双馈风电系统的重构控制和不间断运行,需要精确的转子电流观测信号,研究参数鲁棒性好、动态响应速度快的转子电流状态观测策略。在分析同步坐标系下双馈风力发电机数学模型基础上变换电机模型,选取定子电流为状态向量;通过控制定子电流估计值的偏差,设计滑模控制器,跟踪定子电流;系统进入滑动模态后,通过低通滤波器滤波,去除控制器输出信号中的高频失真信号,获得转子电流观测值。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建双馈电机滑模观测器矢量控制系统模型。仿真结果表明,该观测器估算方法能够快速跟踪电机转子电流变化,并可在一定程度上抑制参数误差对电流观测精度的影响,算法简单、易实现。     

级联式无刷双馈风力发电机功率绕组电流检测系统容错控制研究

为了提高级联式无刷双馈风力发电系统的可靠性,提出一种基于模型参考自适应方法的新型电流观测器,用于功率侧绕组电流传感器的故障诊断及容错控制。在功率侧定子磁链定向双同步速坐标系下,建立级联式无刷双馈发电机的数学模型并从中提取控制绕组电流状态空间方程作为参考模型;在构建可调模型时,通过矩阵分离来避免时变系统复杂的极点配置问题;基于李雅普诺夫稳定性理论构造电流观测器的自适应律,其中非理想稳态不可忽略的功率绕组电流微分项通过公式推导证明能够用可调模型的输出进行置换。仿真分析结果表明,所构建的观测器精度高,具备在控制系统中替代功率绕组电流传感器工作的能力,能够实现系统容错控制。     

双馈风力发电机三相短路电流分析

为了研究双馈风力发电机组的低电压穿越控制问题,分析了双馈风力发电机定子端三相短路时短路电流的产生机理,给出了双馈风力发电机在空载同步转速条件下的定转子短路电流的近似解析表达式.在此基础上,根据双馈风力发电机内部的电磁关系,分析了发电机故障前不同转速、输出有功功率及无功功率等运行状态对双馈发电机短路电流的影响.在理论分析的基础上,建立了3 MW双馈风力发电机的模型,对发电机定子端三相短路故障状态进行了仿真研究.仿真结果表明:通过定转子短路电流的近似解析表达式和发电机故障前的初始状态可以有效对双馈发电机短路电流进行定性分析,为进一步研究双馈风力发电机的低电压穿越能力提供了理论依据.     

电网对称故障时双馈感应发电机低电压穿越控制

分析电网对称故障时,双馈感应风力发电机定子磁链变化过程、导致定转子过电流的原因、电网故障发生具体时刻及故障程度对双馈感应发电机定转子的影响,提出一种双馈感应风力发电机转子侧变换器低电压穿越控制策略,改善了双馈感应发电机在电网故障时定、转子过电流的情况,实现了双馈感应发电机在电网对称故障时的低电压穿越.在理论分析基础上,建立双馈感应发电机转子侧变换器低电压穿越控制模型和3 kW双馈感应发电机励磁变换器低电压穿越控制实验系统.实验结果表明,所提出的双馈感应发电机低电压穿越控制策略动态响应快、方法行之有效.     

双馈风电机组关键传感器的故障诊断方法

针对提高双馈风力发电机组运行可靠性和控制系统冗余度的问题,提出研究其控制系统中关键传感器故障诊断方法。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。通过机组动、暂态特性仿真,并和传感器实际输出信号进行比较,验证了所建观测器模型的准确性。基于观测器方法和扰动过滤单元设计,构建了一种基于自适应阈值的传感器故障诊断模型。通过对传感器不同故障类型以及干扰信号辨识能力的仿真比较,表明提出的故障诊断方法和模型的有效性。     

考虑撬棒保护的双馈风力发电机定子短路电流计算

双馈风力发电机目前被广泛应用于风力发电系统。电网电压发生跌落时,需要在双馈风力发电机投入撬棒电路,防止转子回路产生过电流,威胁变流器的安全。在考虑故障前有功、无功功率以及撬棒电路投入对双馈风力发电机暂态特性影响的基础上,通过分析不同坐标系下矢量形式的双馈风力发电机等效电路,推导出对称和不对称故障情况下双馈风力发电机定子短路电流的表达式,避免了求解复杂的微分方程,计算过程简便。同时,分析了故障后定子短路电流的影响因素以及撬棒电路对定子稳态短路电流的影响。最后,利用Matlab/Simu-link验证了定子短路电流表达式的正确性。     

变速恒频双馈风力发电机并网控制

变速恒频双馈风力发电机实现无冲击电流并网的关键是控制双馈电机定子电压的幅度、相位和频率与电网电压高度一致。通过建立并网前后双馈风力发电机系统的数学模型,分析了定子电压频率、幅值及相位与转子励磁电流、转子转速之间的运行规律,提出定子磁场定向转子电流闭环控制策略。实验结果表明,该控制策略能准确实现发电机柔性并网,并且完成有功功率和无功功率的解耦控制。     

电网电压跌落下无刷双馈发电机低电压穿越控制

电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭建了无刷双馈发电机在功率绕组静止坐标系下的数学模型,推导并分析了电网电压跌落瞬间其功率绕组磁链、控制绕组电压动态变化过程,并提出一种积分滑模直接功率控制与故障穿越控制相结合的控制策略,完成无刷双馈发电机低电压穿越控制。通过MATLAB/Simulink和半实物仿真试验平台进行验证,仿真和试验结果证明所推导功率绕组磁链和控制绕组电压动态变化过程的正确性及控制策略的有效性,该控制策略有效抑制了定子控制绕组侧电压和电流畸变,提高了无刷双馈发电机的低电压穿越性能。     

基于转子瞬时功率谱的双馈风力发电机定子绕组故障诊断

提出一种基于转子瞬时功率谱分析的双馈风力发电机定子绕组故障的在线监测与诊断新方法。理论分析表明,与常见的电流或电压谱诊断方法相比,转子瞬时功率谱法既具有无需外加传感器与硬件设备的优点,又由于其特征频率不受转差的影响,当转差存在一定的跟踪或计算误差时,特征频率不会改变,具有很强的抗干扰能力。在PSCAD软件中建立了双馈风力发电机并网模型,对正常及故障状态进行仿真分析,得出转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中更具敏感性的结论。在动模实验室建立了定子绕组故障诊断的实验平台,进一步证明了转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中的可行性。     

计及定子励磁电流变化的永磁双馈发电机零转矩控制策略

为了提高电网电压严重骤降故障下双馈发电机低压穿越性能,研究了新型永磁双馈发电机的低电压穿越控制策略。对新型永磁双馈风力发电机结构及电磁关系进行了分析,建立了永磁双馈发电机系统的动态数学模型,针对永磁双馈发电机在电网电压严重跌落时,提出了计及定子励磁电流变化的永磁双馈发电机零转矩控制策略,分别采用传统Crowbar控制和计及定子励磁电流变化的零转矩控制策略进行了对比仿真。仿真结果表明,计及定子励磁电流变化的零转矩控制策略能够改善永磁双馈发电机低压穿越运行能力。     

高效测定模拟电路故障的子网络分解法

本文提出了一种模拟电路故障诊断的有效方法。把电路分解成一些子网络和一些适当的无源连接支路,按照含互感和四类受控电源网络的节点电压矩阵方程并根据在激励下对该电路可测节点电压的测量,推导出了故障诊断(FD)方程组与辅助判别式及其简化实用形式。某一故障子网络或者故障元件可以由这些方程直接测定。本文介绍的方法的有效性用一无源直流电路说明,其主要特性是使用其他方法难于兼备的。     

基于故障分量的配电网单端量测距方法

为了消除负荷电流对配电网单相接地故障测距精度的影响,提出了基于故障分量的单端量测距方法。该方法根据横向故障电流的特征构造了测距函数,利用线路单端电压、电流的故障分量来计算故障距离。大量的ATP-EMTP仿真结果表明该方法不受负荷电流的影响,可以有效地搜索到配电网多分支线路的故障点或故障范围。     

A Novel Fault Phase Selection Scheme Utilizing Fault Phase Selection Factors

Abstract—A new fault phase selection method for transmission lines is proposed in this article. First, fault phase selection factors are constructed based on the relationship between the fault current of each phase and the fault current difference of the other two phases at a relay point. By analyzing different characteristics of fault phase selection factors in the case of different fault types, fault phase selection criteria are proposed. Simulation results show that fast and accurate selection of the fault phase can be achieved within a period cycle after fault occurs. Also, it is verified that the method bears a high sensitivity to all types of faults and is immune to the impact of fault resistance, fault inception angle, fault location, load current, and high-voltage DC lines, which makes it relatively reliable. Even when a developing fault occurs, good selectivity is secure with this method. Furthermore, the method provides sufficient sensitivity for phase selection on the weak-infeed side and parallel lines.     

基于新型故障树的微控制器系统故障诊断方法

为更好解决以微控制器为主控芯片系统的故障诊断与故障搜寻问题,提出一种输入输出型的故障树模型,应用这种特殊故障树可简化故障推理机制,简便迅速的进行故障诊断与搜寻。该方法从故障树层间引出检测节点,并建立输入输出型最小割集故障树模型,实现了在某新型火炮上的快速自动化检测和精确的故障诊断与故障定位。     

高压电力电缆线路事故统计与分析

对一定数量典型电力电缆事故资料的统计分析,所得到的规律性经验对预防事故发生和正确处理事故有借鉴意义。通过对我国近年来多个城市48起高压电力电缆线路事故进行的统计和分析,归纳了故障类型,讨论了不同城市电缆事故的原因,并归纳出其区域性的特点,提出了预防电缆故障的措施及建议。     

基于VC++和Matlab混合编程实现电力故障再现及分析系统研究

结合VC 和Matlab各自的优势,提出一种基于两者的混合编程方法并应用于电力故障再现及分析系统,以实现故障波形再现、谐波分析、矢量分析和故障测距等功能。采用VC 实现系统框架和界面的绘制,采用Matlab实现计算和绘图,能充分发挥Matlab计算和绘图方便的优点,并克服了M文件运行依赖Matlab环境的缺陷。简要介绍了将MatlabM文件直接嵌入VC 环境,实现计算和绘图的方法。着重介绍了故障测距算法原理,其采用一种改进的基于微分方程模型的单端测距算法实现。谐波分析采用二次抛物线插值和快速傅里叶变换实现。系统通过对基于COMTRADE格式故障录波文件的分析,以数据、表格和图形的方式综合显示分析结果。结果表明系统有良好的应用效果。     

军用ATE中GPIB总线故障诊断的应用研究

总线是ATE中的关键技术和重要组成部分,随着军用ATE的大量装备,总线故障时有发生,GPIB总线是军用ATE中常用的总线之一.本文首先分析了GPIB总线的故障原因;接着通过总结并结合工程实践,提出了故障定位流程图;最后讨论了常见的故障现象及其原因,重点分析了由于GPIB通信协议配置错误导致的故障现象,并提出了解决措施.     

电弧故障识别及保护的新技术

介绍了电弧故障的产生机理和特征,及国外有关电弧故障检测和判别方法.分析了近年来电弧故障保护产品的概况,包括电弧故障断路器的组成原理,电弧故障信号的检测方法和要求,电弧故障识别和判定方法及国外最新专利技术.     

PCM设备的故障处理

PCM（脉冲编码调制）设备作为常用的终端设备，对其故障快速判别处理是非常重要的。根据实际维护经验，介绍了2M、二线、四线等故障的分析处理，包括一些特殊故障的定位分析，具有通用性，可作为维护工作的参考。     

一起双电源小电流接地系统异名相两点接地短路故障分析

以一起35 kV线路单相接地演变为异名相两点接地短路故障,最终引起主变压器跳闸故障为实例,通过站内故障录波波形分析,进而推测故障点及演变形式。通过故障电流及已知参数测算线路故障点范围,提高了线路故障点排查效率,对同类型故障分析有一定参考意义。