基于自适应滑模观测器的中点钳位型三电平并网逆变器开路故障诊断

为提高中点钳位型（NPC）三电平并网逆变器故障诊断的准确性和鲁棒性,该文针对其开关管单管和双管故障,提出一种基于自适应滑模观测器的开路故障诊断方法。该方法首先建立逆变器在正常状态和开关管故障状态下的混合逻辑动态模型;其次设计收敛速度快且显著抑制抖振的自适应滑模观测器精确估计正常状态下的三相电流值;然后利用实际系统和观测器的输出电流提出基于电流形态因子的故障检测方法;最后根据电流残差来构造故障定位变量进行故障定位。在此基础上,通过建立前次故障状态的自适应滑模观测器实现双开关管开路故障诊断。该文提出的方法能够同时实现单管和双管开路故障诊断,诊断速度快、鲁棒性强,且避免增加额外传感器。实验结果验证了该文所提诊断方法的鲁棒性和有效性。     

基于自适应滑模观测器的新能源汽车驱动系统电流传感器微小故障诊断EI北大核心CSCD

为及时准确地检测出新能源汽车永磁同步电机驱动系统电流传感器微小故障,该文提出一种基于自适应滑模观测器的微小故障诊断方法。该方法首先构建含有电流传感器微小故障的驱动系统混合逻辑动态模型,其次利用状态增广和非奇异坐标变换对电流传感器微小故障进行故障重构,然后设计收敛速度快且能够抑制高频抖振的自适应滑模观测器以精确估计系统重构状态,最后采用系统重构状态实际值与观测值残差作为检测变量并利用范数设计自适应阈值。该文提出的方法不仅能诊断微小故障和显著故障,而且可以检测从微小故障演变为显著故障乃至失灵的整个过程,准确性高、鲁棒性强。实验结果验证了所提诊断方法的准确性和鲁棒性。     

基于电流残差估计的五相永磁同步电机定子故障检测与分类

针对五相永磁同步电机匝间短路故障和高电阻连接故障具有相同的故障特征的问题,提出一种基于电流残差估计和高频电流对比的故障检测与分类方法。首先利用卡尔曼滤波器估计故障时交直轴电流残差来检测电机异常状况;然后利用高频时电感和电阻的特性不同,来区分匝间短路和高电阻连接故障;最后对两种故障的严重程度和故障相位进行研究。仿真结果表明,该方法能够有效诊断电机定子故障,准确识别电机匝间短路故障和高电阻连接故障,并且故障的严重程度对转速及负载变化有良好的鲁棒性。     

基于电流残差矢量模平方的永磁同步电机匝间短路故障鲁棒检测与定位方法研究

该文提出一种基于电流残差矢量模平方的永磁同步电机匝间短路故障鲁棒检测与定位方法。在同步旋转坐标系下,建立永磁同步电机健康状态和故障状态的数学模型。在此基础上,利用龙伯格观测器预估由匝间短路故障引起的交直轴电流残差。基于电流残差矢量模平方中二次谐波分量重构故障检测指标和故障相定位指标。仿真和实验结果表明,该方法能有效地实现匝间短路故障检测和故障相位定位。另外,提出的方法不需要额外的硬件,对参数不匹配及转速变化具有良好的鲁棒性。     

双馈风力发电机定子电流检测系统容错控制

为提高双馈风力发电机运行可靠性,提出了一种定子电流传感器故障检测及容错控制方法。在电网电压矢量定向同步坐标系下,根据双馈风力发电机动态模型,建立了基于模型参考自适应方法的定子电流冗余在线观测器。通过建立参考模型和可调模型,使定子电流观测值实时跟随实际电流。在αβ坐标系下通过定子电流检测值和观测值的比较残差实现传感器故障的自诊断。在故障后以定子电流观测值为控制对象实现无定子电流传感器运行。所设计观测器准确度不依赖于定子电流测量值且对电机参数变化具有较好的鲁棒性。文中方法能够在定子电流传感器故障条件下及时判断出故障的来源,并实现故障后的容错控制。在双馈风力发电机实验机组上,对所提出理论的正确性和可行性进行了实验验证。     

采用核主元残差空间分析方法诊断传感器故障

将核主元的高维特征空间分为主元空间和残差空间,提出了1种基于残差空间的故障分离算法,其约简了反映主元空间的分项,使计算量大幅降低.应用该方法诊断传感器故障具有不受残差污染,易于实现等优点.对某600 MW机组回热系统测量数据进行分析结果表明,基于核主元残差空间分析传感器的故障诊断方法能够及时诊断出不同类型传感器的故障,即使在多个传感器同时出现故障时,也能够准确诊断出故障,并能够及时地分离出故障传感器.     

基于三相电流残差的功率管多管开路故障诊断

牵引逆变器是电力牵引交流传动系统的重要组成部分,它的可靠性直接影响着机车的安全稳定运行,其主电路功率管(IGBT)是最易发生故障的部分。针对IGBT的多管开路故障,提出了一种基于三相电流残差的多管开路故障快速在线诊断方法;通过分析牵引逆变器在正常条件和各开路故障类型下的三相电流,得出了发生多管开路故障情况下的三相电流残差特征;利用控制系统中的电流给定信号重构参考三相电流与实测电流进行运算,并根据三相电流残差特征进行故障定位。最后给出了半实物实验结果,验证了该诊断方法能够快速实现IGBT单管及双管开路故障诊断,且不受闭环控制和负载扰动影响。     

基于神经网络的无刷同步电机控制系统的故障诊断研究

设计了一套无刷同步电机控制器的故障诊断系统,利用实际的非线性控制系统训练神经网络状态观测器,根据系统实际输出与神经网络观测器输出之间的残差来判别和检测实际控制系统的故障,针对系统控制器、电流和速度传感器故障进行仿真实验故障诊断研究。仿真结果表明该方法能有效抑制噪声,并快速准确地确定故障发生的时间、位置、大小以及故障的类型,具有很强的鲁棒性,且适用性和应用价值强。     

一种基于残差矢量的六相逆变器故障诊断策略

针对六相永磁同步电机驱动系统逆变器发生开路故障后故障难以定位的问题,根据电流信息的变化,提出了基于电流残差的故障诊断方法,通过建立能表示六相电流的混合逻辑动态模型,推导了开关管故障后动态模型的输出电流,将故障输出电流与驱动系统输出的正常电流作差,得到电流残差用于故障的诊断与定位,并提出了提高诊断策略的鲁棒性的阈值电流判定方法。通过对驱动系统三种不同位置的开关管故障进行仿真分析,验证了提出的电流残差故障诊断策略的有效性。     

基于多维Hausdorff距离算法的站域电流回路故障检测

目前电流二次回路检测主要以红外测温和电流互感器二次负载离线检测为主,电流二次回路故障发生后,现场处理仍然依靠人工检测排查,无法及时有效识别并定位二次回路故障。提出基于多维Hausdorff距离算法的站域电流回路故障检测方法,利用电流互感器同源性数据传输的特点,通过检测分析不同装置内采集到的电流二次采样数据,考虑电气量特征时间序列变化的有序性及运动性,检测出二次电流回路异常。实例分析表明,该方法可以有效定位并识别检测电流回路二次接地故障。     

基于PWM波形特征的励磁涌流识别方法

在分析励磁涌流与区内故障电流波形特征差异的基础上,提出了一种利用调制得到脉冲宽度调制(PWM)波形特征来识别励磁涌流的方法。分析了利用励磁涌流调制得到PWM波形与利用故障电流调制得到PWM波形的差异,设置了2个判据来识别励磁涌流和区内故障电流。所提方法原理简单,灵敏性好,具有一定抗电流互感器饱和能力,可靠性高。MATLAB仿真结果表明,所提方法可准确、快速识别各种情况下的励磁涌流和变压器区内故障电流。     

单相级联中点箝位整流器IGBT和传感器的统一故障诊断方法

电力电子牵引变压器(PETT)含有大量易故障的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以及传感器,导致系统可靠性和稳定性降低.以PETT前端的输入级——单相级联中点箝位整流器(SPCNPCR)为对象,研究了一种IGBT与传感器故障的统一故障诊断方法.首先,建立SPCNPCR的混合逻辑动态模型,并通过此模型估计得到网侧输入电流和输...     

一种基于电流突变量的故障选相新方法

针对现有选相方法不能同时识别所有故障类型以及电流突变量选相在弱电源侧灵敏度不足的问题,提出一种新型电流突变量的选相方法。该方法首先根据保护安装处各相故障电流与其余两相故障差流之间的比例关系,构造故障相别选择系数,然后,通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征,实现故障选相。仿真结果表明,该方法能够在故障发生1个周波内快速准确地判断故障相别,对各种类型故障均具有较高的灵敏度,且不受故障位置、过渡电阻及负荷电流的影响,具有较高的可靠性。即使在发生发展性故障情况下,该方法仍具有较好的选择性。同时,该方法对弱电源侧选相具有足够的灵敏性。     

基于二阶B样条小波模极大值的双极HVDC输电线路行波保护

针对行波保护存在波头难以捕捉或捕捉精度不高的问题,提出了一种基于二阶B样条小波模极大值的双极HVDC输电线路行波保护。首先,获取正负极整流逆变两端的暂态电流行波信息,通过计算其相关系数选出故障极,然后利用二阶B样条小波函数分解暂态电流行波获得模极大值,通过比较电流行波与小波模极大值的极性判断出区内外故障,最后根据模极大值所在位置确定波头到达时间进行故障测距。PSCAD/EMTDC仿真结果证明,所提办法可准确的实现故障的判别,测距精准度高且不易被过渡阻抗、故障类别及测量距离等要素影响。     

基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线不对称故障定位

针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题,提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先,深入分析风机故障电流特性,从负序分量出发实现风机建模,同时计及风电场结构特点对其负序网络实施等效。然后,引入故障模拟策略,通过负序电压差值表征模拟故障与实际故障的差异以识别故障区域第一节点,进一步探究从实际故障场景到特定模拟故障场景的负序电压变化趋势,并定义负序电压比消除故障点电流影响,由此提出负序电压比差值判据以实现故障区域第二节点识别。最后,针对故障区域利用双端负序量推导测距公式确定故障位置。PSCAD/EMTDC验证表明,所提方案能够以较少测点计及含线路分支集电线的适用性准确定位集电线各类不对称故障,且定位效果不受故障位置、过渡电阻、风机、风速分布及相量不同步等因素影响。     

基于能量平衡的配电网传感器故障检测方法探究

配电网由配电设备和相应的传感测量网络组成,由于传感器自身可能出现故障,容易导致告警漏报或误报,这给配电系统的故障检测带来了困难,特别是难以区分馈线区段故障和传感器故障。针对配电网传感器故障检测问题,首先,提出了一种基于能量平衡的故障检测方法,给出了能量网络模型的构建和描述方法。然后,基于能量平衡这一基本物理定律建立电气测量数据之间的关联模型。该方法在没有馈线故障信息的情况下,利用传感器之间的相互校核,可以甄别配电网传感器故障。最后,利用仿真实验证明了该方法的有效性。     

基于暂态电流Pearson相关性的两电平VSC-HVDC直流线路故障判别

为提高柔性直流(VSC-HVDC)输电系统的直流线路故障处理能力,提出了一种基于暂态电流相关性的直流线路故障判别方法。直流线路发生区内、外故障时,直流线路两端的电容支路暂态电流与直流线路入口处暂态电流特征差异明显;利用Pearson相关系数来描述电容支路与线路入口处暂态电流的差异程度,直流线路故障的判别仅通过线路两端计算的暂态电流Pearson相关系数即可实现。该故障判别方法可克服非故障线路馈入电流的影响,适用于两端以及多端柔性直流输电系统。分析和仿真结果表明,该故障判别方法不受高频分量、数据同步、故障位置与类型、噪声干扰以及控制方式等因素的影响,能准确地识别直流线路区内、外故障,实现故障线路的选择。     

站内源荷集中接入直流母线的极间短路故障线路识别方法

针对站内源荷短线路集中接入直流母线的情况,分析各线路故障下直流电流的特征,基于此提出基于符号秩检验电流的方向和基于欧氏距离检验电流变化程度的方法。以典型场景为例,对不同线路故障下各线路电流进行仿真分析,对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够快速准确地识别故障线路。最后,分析了3种直流电流互感器采集数据异常的影响,结果表明互感器数据异常不影响所提方法进行正确判断。     

基于降噪自动编码器与一维卷积网络的风机故障诊断方法

针对风力发电机在发生不同故障时相应的传感器数据会发生变化的特点,提出了一种基于自动降噪编码器与一维卷积网络的故障诊断模型。通过构建在时序上能同时识别多个特征的一维卷积层,实现对所有传感器时序数据的特征提取,提取的特征在全连接层的作用下,通过合理设置网络结构与参数,实现对故障的准确识别。同时,针对在复杂生产环境中,传感器的数据会含有噪声的情况,提出了基于自动降噪编码器的降噪方法,通过降噪编码器的降噪作用,将噪声信号重构成原始信号,从而提高在噪声环境下的故障识别效果。仿真算例表明,与基于模型的方法和其他基于数据驱动方法……相比,所提出的方法在精度、鲁棒性上都有明显优势……。     

基于多数据融合的电机故障诊断方法研究

电机作为各类电驱设备的主要动力装置,具有结构简单、控制方便、能效高、无污染等优点.在电机运行过程中,受载荷多变、零部件老化、散热条件差等影响,故障频发,进而降低电驱装置的工作效率和稳定性.此外,电机故障种类繁多,各故障的征兆与表现又极其相似,不同故障产生的原因也错综复杂,这极大地提高了电机故障诊断的难度.传统的电机故障...