双馈风力发电机定子绕组匝间短路故障的检测方法研究
发布时间：2021-10-23 09:47
伴随能源危机和环境问题的日益严峻,风力发电业已获得广泛关注和长足发展。就目前而言,双馈风力发电机是风力发电的主流机型,而定子绕组匝间短路是双馈风力发电机的常见故障之一。由于双馈风力发电机一般地处偏远或海上而维护困难,如不能及时有效地检测其定子绕组匝间短路故障,该故障将扩展并进而对电机本身及电网造成损害。因此,实现双馈风力发电机定子绕组匝间短路故障检测具有重要的意义。本文完成的主要研究工作如下:（1）在多回路理论基础上,分析了双馈风力发电机发生定子绕组匝间短路故障前后的电感参数变化,在此基础上建立了双馈风力发电机在正常情况和发生定子绕组匝间短路故障情况下的数学模型。（2）从理论角度分析了定子绕组匝间短路故障情况下双馈风力发电机的转子侧频谱特征,并通过MATLAB进行了仿真验证。（3）利用旋转不变信号参数估计技术（Estimation Of signal parameters via rotational invariance technique,ESPRIT）的短时高频率分辨力特性以准确估计转子电流信号特征分量的频率,并结合扩展Prony算法确定各频率分量的幅值,从而形成了ESPRIT与...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1双馈风力发电系统结构框图
华北电力大学硕士学位论文双馈风力发电机的发电原理为风力推动叶片转动，产生的机械扭矩带动输至齿轮箱，连杆经过齿轮箱的升速后带动发电机高速旋转并利用电磁感发电。发电机的定子侧直接与电网连接传输功率，绕线型转子由滑环引出“交流一直流一交流”变频器与电网相连。变频器向转子提供交流励磁电过控制变频器可以调节励磁电流的幅值、频率、相位，不仅可以改变发电速以实现变速恒频发电，还可以调节输出有功功率和无功功率，减少功率偿装置。2 变速恒频运行的基本原理图 2-2 用以说明双馈风力发电机变速恒频的运行原理。
图 2-3 次同步运行状态的功率流向图步运行状态：r1n n，此时r2 1n n n，处于发电机子侧电流的相序，所产生的旋转磁场转速2n 的转电 机 的 定 子 和 转 子 同 时 向 电 网 发 出 功 率 。1 1(1 ) sP s P。运行时的功率流向如图 2-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]风电行业发展、运维及设备润滑现状[J]. 徐丽秋,兰奕,孙晓婷,王家鹏. 润滑油. 2018(05)
[2]基于遗传算法优化BP神经网络的风机齿轮箱故障诊断[J]. 张细政,郑亮,刘志华. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2018(03)
[3]大型风力发电机组故障诊断综述[J]. 曾军,陈艳峰,杨苹,郭红霞. 电网技术. 2018(03)
[4]计及电流估计差的海上双馈电机定子绕组匝间短路故障诊断[J]. 魏书荣,李正茂,符杨,赵晶晶,刘璐洁. 中国电机工程学报. 2018(13)
[5]基于派克矢量轨迹椭圆度的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识[J]. 魏书荣,张路,符杨,张开华,李正茂. 中国电机工程学报. 2017(10)
[6]风电发展现状与趋势[J]. 卢正帅,林红阳,易杨. 中国科技信息. 2017(02)
[7]基于拟序阻抗的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识[J]. 魏书荣,张路,符杨,黄玲玲,王健. 中国电机工程学报. 2017(01)
[8]基于Clarke矢量模变换的双馈式感应发电机转子匝间短路故障频谱特性的仿真分析[J]. 李俊卿,沈亮印,康文强. 电机与控制应用. 2016(05)
[9]大功率并网风电机组状态监测与故障诊断研究综述[J]. 李辉,胡姚刚,李洋,杨东,梁媛媛,欧阳海黎,兰涌森. 电力自动化设备. 2016(01)
[10]基于SVD滤波技术与快速四阶累积量ESPRIT算法的异步电动机转子断条故障检测新方法[J]. 孙丽玲,王续,许伯强. 电工技术学报. 2015(10)
硕士论文
[1]定子匝间故障的双馈风力发电机组建模与运行分析[D]. 房丹.华北电力大学 2016
[2]基于微分线圈法的发电机转子匝间短路故障诊断研究[D]. 王国卉.华北电力大学 2014
[3]基于贝叶斯网络风机齿轮箱故障诊断专家系统的研究[D]. 周浩.哈尔滨理工大学 2014
[4]医学超声成像自适应波束形成方法研究[D]. 陈呈.复旦大学 2013
[5]双馈式风力发电机转子绕组匝间短路故障研究[D]. 李爽.华北电力大学 2013
[6]双馈型风力发电系统的建模与仿真[D]. 王蒙.大连理工大学 2011
[7]基于Duffing混沌系统的微弱振动信号检测方法研究[D]. 李永建.南京航空航天大学 2009
本文编号：3452969
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1双馈风力发电系统结构框图
华北电力大学硕士学位论文双馈风力发电机的发电原理为风力推动叶片转动，产生的机械扭矩带动输至齿轮箱，连杆经过齿轮箱的升速后带动发电机高速旋转并利用电磁感发电。发电机的定子侧直接与电网连接传输功率，绕线型转子由滑环引出“交流一直流一交流”变频器与电网相连。变频器向转子提供交流励磁电过控制变频器可以调节励磁电流的幅值、频率、相位，不仅可以改变发电速以实现变速恒频发电，还可以调节输出有功功率和无功功率，减少功率偿装置。2 变速恒频运行的基本原理图 2-2 用以说明双馈风力发电机变速恒频的运行原理。
图 2-3 次同步运行状态的功率流向图步运行状态：r1n n，此时r2 1n n n，处于发电机子侧电流的相序，所产生的旋转磁场转速2n 的转电 机 的 定 子 和 转 子 同 时 向 电 网 发 出 功 率 。1 1(1 ) sP s P。运行时的功率流向如图 2-4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]风电行业发展、运维及设备润滑现状[J]. 徐丽秋,兰奕,孙晓婷,王家鹏. 润滑油. 2018(05)
[2]基于遗传算法优化BP神经网络的风机齿轮箱故障诊断[J]. 张细政,郑亮,刘志华. 湖南工程学院学报(自然科学版). 2018(03)
[3]大型风力发电机组故障诊断综述[J]. 曾军,陈艳峰,杨苹,郭红霞. 电网技术. 2018(03)
[4]计及电流估计差的海上双馈电机定子绕组匝间短路故障诊断[J]. 魏书荣,李正茂,符杨,赵晶晶,刘璐洁. 中国电机工程学报. 2018(13)
[5]基于派克矢量轨迹椭圆度的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识[J]. 魏书荣,张路,符杨,张开华,李正茂. 中国电机工程学报. 2017(10)
[6]风电发展现状与趋势[J]. 卢正帅,林红阳,易杨. 中国科技信息. 2017(02)
[7]基于拟序阻抗的海上双馈电机定子绕组匝间短路早期故障辨识[J]. 魏书荣,张路,符杨,黄玲玲,王健. 中国电机工程学报. 2017(01)
[8]基于Clarke矢量模变换的双馈式感应发电机转子匝间短路故障频谱特性的仿真分析[J]. 李俊卿,沈亮印,康文强. 电机与控制应用. 2016(05)
[9]大功率并网风电机组状态监测与故障诊断研究综述[J]. 李辉,胡姚刚,李洋,杨东,梁媛媛,欧阳海黎,兰涌森. 电力自动化设备. 2016(01)
[10]基于SVD滤波技术与快速四阶累积量ESPRIT算法的异步电动机转子断条故障检测新方法[J]. 孙丽玲,王续,许伯强. 电工技术学报. 2015(10)
硕士论文
[1]定子匝间故障的双馈风力发电机组建模与运行分析[D]. 房丹.华北电力大学 2016
[2]基于微分线圈法的发电机转子匝间短路故障诊断研究[D]. 王国卉.华北电力大学 2014
[3]基于贝叶斯网络风机齿轮箱故障诊断专家系统的研究[D]. 周浩.哈尔滨理工大学 2014
[4]医学超声成像自适应波束形成方法研究[D]. 陈呈.复旦大学 2013
[5]双馈式风力发电机转子绕组匝间短路故障研究[D]. 李爽.华北电力大学 2013
[6]双馈型风力发电系统的建模与仿真[D]. 王蒙.大连理工大学 2011
[7]基于Duffing混沌系统的微弱振动信号检测方法研究[D]. 李永建.南京航空航天大学 2009
本文编号：3452969
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